ES2683369T3 - Heat integrated distillation apparatus - Google Patents

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ES2683369T3
ES2683369T3 ES13159728.8T ES13159728T ES2683369T3 ES 2683369 T3 ES2683369 T3 ES 2683369T3 ES 13159728 T ES13159728 T ES 13159728T ES 2683369 T3 ES2683369 T3 ES 2683369T3
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Toshihiro Wakabayashi
Takato Nakao
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Abstract

Un aparato de destilación integrado por calor que comprende: - una columna de alta presión (1) que comprende un fondo de la columna (1a), una parte superior de la columna (1c) y una sección de lecho empaquetado o empaquetado (1b), dicha sección de lecho en bandeja o empaquetado (1b) utilizado como sección rectificadora; - una columna de baja presión (2), situada por encima de dicha columna de alta presión (1), comprendiendo dicha columna de baja presión un fondo de la columna (2a), una fase de alimentación (2f), una sección de lecho en bandeja o empaquetado (2b) utilizado como una sección de remoción y una porción correspondiente a la sección de rectificación (2g) situada por encima de la fase de alimentación (2f); - una primera tubería (26) que conecta el fondo de la columna (1a) de dicha columna de alta presión (1) con la porción correspondiente a la sección de rectificación (2g) de dicha columna de baja presión a través de medios (6) para suministrar un líquido que permanece en el fondo de la columna (1a) de dicha columna de alta presión (1) a la porción correspondiente a la sección de rectificación (2g) de dicha columna de baja presión (2); - un intercambiador de calor (8) situado en una fase en la parte inferior de dicha columna de baja presión (2); caracterizado porque el aparato de destilación comprende además: - una segunda tubería (23, 4a) que conecta la porción correspondiente a la sección de rectificación (2g) con dicho intercambiador de calor (8) en la parte inferior de la columna de baja presión (2); - un compresor (4) instalado en dicha segunda tubería (23, 4a) y configurado para comprimir vapor de la porción correspondiente a la sección de rectificación (2g) y, a continuación, suministrar el vapor comprimido a dicho intercambiador de calor (8) en la parte inferior de la columna de baja presión (2); y - una tercera tubería (30) que introduce fluido que fluye desde dicho intercambiador de calor (8) en la parte inferior de dicha columna de baja presión (2) al fondo de la columna (1a) de la columna de alta presión (1).A heat integrated distillation apparatus comprising: - a high pressure column (1) comprising a bottom of the column (1a), a top of the column (1c) and a packed or packed bed section (1b) , said tray or packaging bed section (1b) used as a grinding section; - a low pressure column (2), located above said high pressure column (1), said low pressure column comprising a bottom of the column (2a), a feeding phase (2f), a bed section in tray or packaging (2b) used as a removal section and a portion corresponding to the rectification section (2g) located above the feeding phase (2f); - a first pipe (26) connecting the bottom of the column (1a) of said high pressure column (1) with the portion corresponding to the rectification section (2g) of said low pressure column through means (6 ) to supply a liquid that remains at the bottom of the column (1a) of said high pressure column (1) to the portion corresponding to the rectification section (2g) of said low pressure column (2); - a heat exchanger (8) located in a phase at the bottom of said low pressure column (2); characterized in that the distillation apparatus further comprises: - a second pipe (23, 4a) connecting the portion corresponding to the rectification section (2g) with said heat exchanger (8) at the bottom of the low pressure column ( 2); - a compressor (4) installed in said second pipe (23, 4a) and configured to compress steam from the portion corresponding to the rectification section (2g) and then supply the compressed steam to said heat exchanger (8) at the bottom of the low pressure column (2); and - a third pipe (30) that introduces fluid that flows from said heat exchanger (8) in the lower part of said low pressure column (2) to the bottom of the column (1a) of the high pressure column (1 ).

Description

DESCRIPCIONDESCRIPTION

Aparato de destilacion integrado por calor 5 ANTECEDENTES DE LA INVENCIONHeat integrated distillation apparatus 5 BACKGROUND OF THE INVENTION

1. Campo de la invencion1. Field of the invention

La presente invencion se refiere a un aparato de destilacion que realiza una operacion de destilacion ampliamente 10 aplicada a muchos procesos industriales, y mas particularmente, a un aparato de destilacion integrado por calor.The present invention relates to a distillation apparatus that performs a distillation operation widely applied to many industrial processes, and more particularly, to a heat integrated distillation apparatus.

2. Descripcion de la tecnica relacionada2. Description of the related technique

La separacion por destilacion es una operacion unitaria ampliamente aplicada a procesos industriales en general, 15 pero consume una gran cantidad de energfa. En el campo industrial, por lo tanto, se han realizado estudios sobre sistemas de destilacion que ahorran energfa. Dichos estudios han llevado hasta el desarrollo de una columna de destilacion integrada por calor (en lo sucesivo en el presente documento, HIDiC) como un aparato de destilacion que ahorra mucha energfa.Distillation separation is a unit operation widely applied to industrial processes in general, 15 but consumes a large amount of energy. In the industrial field, therefore, studies have been conducted on distillation systems that save energy. These studies have led to the development of a heat-integrated distillation column (hereinafter referred to as HIDiC) as a distillation apparatus that saves a lot of energy.

20 Como se muestra en la Figura 1, un sistema basico de la HIDiC tiene una estructura en la que se proporcionan una seccion de rectificacion (unidad de alta presion) y una seccion de remocion (unidad de baja presion) de manera que esten separadas entre st La presion operativa de la seccion de rectificacion se ajusta mas alta que la de la seccion de remocion de manera que la temperatura operativa de la seccion de rectificacion puede ser mas alta que la de la seccion de remocion. Esto permite una reduccion en la cantidad de calor que se suministra a un calderm porque la 25 transferencia de calor se produce desde la seccion de rectificacion a la seccion de remocion cuando hay una superficie de intercambio de calor entre las mismas. El calor de la seccion de rectificacion se desplaza a la seccion de remocion y, por lo tanto, se puede reducir la cantidad de calor que se suministra en un calderm. Como resultado, se puede lograr un aparato de destilacion de alto ahorro de energfa.As shown in Figure 1, a basic HIDiC system has a structure in which a rectification section (high pressure unit) and a removal section (low pressure unit) are provided so that they are separated between st The operating pressure of the rectification section is set higher than that of the removal section so that the operating temperature of the rectification section can be higher than that of the removal section. This allows a reduction in the amount of heat that is supplied to a calderm because heat transfer occurs from the rectification section to the removal section when there is a heat exchange surface between them. The heat of the rectification section moves to the removal section and, therefore, the amount of heat that is supplied in a calderm can be reduced. As a result, a high energy saving distillation apparatus can be achieved.

30 Para poner en practica el concepto de HIDiC, se han propuestos varios aparatos de destilacion que tienen estructuras de doble tubena, es decir, estructuras de doble tubena constituidas por tubenas internas que forman secciones de rectificacion y tubenas externas que forman secciones de remocion (vease JP2004-16928A). Estas configuraciones se describen como capaces de reducir las cantidades de calor que se suministran a los calderines y las cantidades de calor que se eliminan en los condensadores, ya que la transferencia de calor ocurre desde las 35 secciones de rectificacion (tubenas internas) a las secciones de remocion (tubenas externas).30 In order to implement the concept of HIDiC, several distillation devices have been proposed that have double tubena structures, that is, double tubena structures consisting of internal tubenas that form rectification sections and external tubenas that form removal sections (see JP2004-16928A). These configurations are described as capable of reducing the amounts of heat that are supplied to the boilers and the amounts of heat that are eliminated in the condensers, since heat transfer occurs from the 35 rectification sections (internal tubenas) to the sections of removal (external tubenas).

Sin embargo, el aparato de destilacion integrado por calor que tiene la seccion de rectificacion y la seccion de remocion formadas en las estructuras de doble tubena como se analiza en la Bibliograffa de patente 1 tema los siguientes problemas 1) a 6).However, the heat integrated distillation apparatus having the rectification section and the removal section formed in the double pipe structures as discussed in Patent Bibliography 1 issues the following problems 1) to 6).

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1) El producto no puede obtenerse con corriente de corte lateral. El corte lateral significa que un producto se extrae como un producto destilado intermedio, durante un proceso de destilacion hasta que se adquiere un destilado final desde la parte superior de la columna.1) The product cannot be obtained with lateral cutting current. The lateral cut means that a product is extracted as an intermediate distillate product, during a distillation process until a final distillate is acquired from the top of the column.

En el aparato de destilacion descrito en el documento JP2004-16928A, las unidades de tubena de las estructuras de 45 doble tubena se disponen para entrar en contacto entre sf. Ademas, las tubenas externas y las tubenas internas estan equipadas con el empaquetamiento estructurado. Como resultado, no se puede formar una disposicion de tubena para extraer cualquier producto de destilado intermedio de la tubena interna de cada unidad de tubena. En consecuencia, la estructura deshabilita el corte lateral.In the distillation apparatus described in JP2004-16928A, the tubena units of the double tubena structures are arranged to come into contact with each other. In addition, the outer tubenas and the internal tubenas are equipped with structured packing. As a result, a tubena arrangement cannot be formed to extract any intermediate distillate product from the internal tubena of each tubena unit. Consequently, the structure disables lateral cutting.

50 2) La fase de alimentacion en la que se proporciona la corriente de alimentacion no se puede optimizar. Esto se debe a que, en la seccion de rectificacion y la seccion de remocion formadas en las estructuras de doble tubena, las alturas de empaquetamiento de las mismas son iguales, deshabilitando la configuracion libre del numero de fases de la seccion de rectificacion y la seccion de remocion.50 2) The power phase in which the power supply is provided cannot be optimized. This is because, in the rectification section and the removal section formed in the double pipe structures, their packing heights are equal, disabling the free configuration of the number of phases of the rectification section and the section of removal.

55 3) La fase de alimentacion no se puede cambiar para cumplir con la composicion de la corriente de alimentacion. Esto se debe a la estructura en la que la configuracion libre de la posicion de la fase de alimentacion esta deshabilitada como se describe en 2).55 3) The feed phase cannot be changed to comply with the feed current composition. This is due to the structure in which the free configuration of the feeding phase position is disabled as described in 2).

4) La corriente de alimentacion multiple (recepcion de una pluralidad de corrientes de alimentacion) no puede 60 tratarse. Esto se debe a la estructura en la que no se puede suministrar corriente de alimentacion en el medio de las4) The multiple feed current (reception of a plurality of feed streams) cannot be treated. This is due to the structure in which no supply current can be supplied in the middle of the

tubenas dobles como se describe en 1).double tubenas as described in 1).

5) El mantenimiento del aparato es diffcil. Las unidades de tubena que usan el empaquetamiento estructurado se disponen densamente para que esten adyacentes entre s^ como se describe en 1). Esto inhabilita el acceso5) The maintenance of the device is difficult. Tubena units using structured packing are densely arranged so that they are adjacent to each other as described in 1). This disables access.

5 completo a la unidad de tubena deseada, y el mantenimiento de la misma no puede realizarse.5 complete to the desired tubena unit, and maintenance thereof cannot be performed.

6) La tasa de intercambio de calor entre la seccion de rectificacion y la seccion de remocion que usa tubenas dobles y en la que no hay un grado de libertad de diseno para disenar el area de transferencia de calor, depende unicamente del perfil de temperatura de la columna de destilacion. Por lo tanto, en el diseno del aparato, el grado de6) The heat exchange rate between the rectification section and the removal section that uses double tubenas and in which there is no degree of design freedom to design the heat transfer area, depends solely on the temperature profile of Distillation column Therefore, in the design of the apparatus, the degree of

10 libertad en el diseno de la tasa de intercambio de calor es pequeno.10 freedom in the design of the heat exchange rate is small.

Q, la tasa de intercambio de calor entre la seccion de rectificacion y la seccion de remocion, se representa por Q = U x A x AT, donde U es un coeficiente global de transferencia de calor, A es un area de transferencia de calor, y AT es una diferencia de temperatura entre la seccion de rectificacion y la seccion de remocion. En la HIDiC que usa la 15 estructura de tubena doble, una superficie de pared de tubena interna se convierte en un area de transferencia de calor. Esta area de transferencia de calor tiene un valor fijo determinado por una estructura de las tubenas dobles. El coeficiente global de transferencia de calor tambien tiene un valor fijo determinado por la estructura de transferencia de calor y las propiedades ffsicas del fluido implicadas en el intercambio de calor. Por lo tanto, como puede entenderse a partir de la formula de tasa de intercambio de calor, una tasa de intercambio de calor en la 20 especificacion de diseno puede cambiarse basandose solo en la diferencia de temperatura entre la seccion de rectificacion y la seccion de remocion, que cambia por la presion operativa de la seccion de rectificacion y la seccion de remocion.Q, the rate of heat exchange between the rectification section and the removal section, is represented by Q = U x A x AT, where U is a global heat transfer coefficient, A is a heat transfer area, and AT is a temperature difference between the rectification section and the removal section. In the HIDiC using the double tubena structure, an internal tubena wall surface becomes a heat transfer area. This heat transfer area has a fixed value determined by a structure of the double tubenas. The overall heat transfer coefficient also has a fixed value determined by the heat transfer structure and the physical properties of the fluid involved in the heat exchange. Therefore, as can be understood from the heat exchange rate formula, a heat exchange rate in the design specification can be changed based only on the temperature difference between the rectification section and the removal section , which changes due to the operational pressure of the rectification section and the removal section.

Como el aparato de destilacion integrado por calor que puede resolver el problema que se ha descrito anteriormente, 25 el presente solicitante ha propuesto el aparato del documento JP4803470B.As the heat integrated distillation apparatus that can solve the problem described above, the present applicant has proposed the apparatus of JP4803470B.

La Figura 2 muestra un primer ejemplo del aparato de destilacion descrito en el documento JP4803470B. El aparato de destilacion incluye una columna de rectificacion 1, una columna de remocion 2 situada mas alta que la columna de rectificacion 1, una primera tubena 23 para comunicar la parte superior de la columna 2c de la columna de 30 remocion con el fondo de la columna 1a de la columna de rectificacion, y un compresor 4 configurado para comprimir el vapor de la parte superior de la columna 2c de la columna de remocion para suministrar el vapor comprimido al fondo de la columna 1a de la columna de rectificacion. El aparato de destilacion incluye adicionalmente un intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 situado en una fase predeterminada de la columna de rectificacion 1, una unidad de extraccion de lfquido 2d situada en una fase predeterminada de la columna de remocion 2 y 35 configurada para extraer una parte del lfquido de la fase predeterminada al exterior de la columna, una segunda tubena 24 para introducir el lfquido de la unidad de extraccion de lfquido 2d al intercambiador de calor 8, y una tercera tubena 25 para introducir fluidos introducidos a traves de la segunda tubena 24 al intercambiador de calor 8 y a continuacion descargarlo del intercambiador de calor 8 a una fase directamente por debajo de la unidad de extraccion de lfquido 2d.Figure 2 shows a first example of the distillation apparatus described in JP4803470B. The distillation apparatus includes a rectification column 1, a removal column 2 located higher than the rectification column 1, a first pipe 23 for communicating the upper part of column 2c of the removal column with the bottom of the column 1a of the rectification column, and a compressor 4 configured to compress the steam from the top of column 2c of the removal column to supply the compressed steam to the bottom of column 1a of the rectification column. The distillation apparatus further includes a tube-type heat exchanger 8 located in a predetermined phase of the rectification column 1, a liquid extraction unit 2d located in a predetermined phase of the removal column 2 and 35 configured to extract a part of the liquid of the predetermined phase outside the column, a second pipe 24 to introduce the liquid from the liquid extraction unit 2d to the heat exchanger 8, and a third pipe 25 to introduce fluids introduced through the second pipe 24 to the heat exchanger 8 and then discharge it from the heat exchanger 8 to a phase directly below the liquid extraction unit 2d.

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Con la configuracion descrita anteriormente en la Figura 2, los fluidos fluyen desde la columna de remocion 2 al intercambiador de calor 8 de la columna de rectificacion 1 a traves de la segunda tubena 24. El calor se elimina del vapor de la columna de rectificacion 1 en el intercambiador de calor 8. Despues, el calor puede transferirse desde la columna de rectificacion 1 a la columna de remocion 2 a traves de la tercera tubena 25. Los fluidos fluyen desde la 45 columna de remocion 2 hasta la columna de rectificacion 1 por gravedad. Por consiguiente, los fluidos en el intercambiador de calor 8 son empujados para fluir desde la columna de rectificacion 1 a la columna de remocion 2. En otras palabras, este aparato de destilacion integrado por calor emplea un sistema de sifon termico y, por lo tanto, no es necesario un medio de alimentacion de presion, tal como una bomba para suministrar el lfquido desde la columna de rectificacion 1 a la columna de remocion 2 ubicada por encima en una direccion vertical.With the configuration described above in Figure 2, fluids flow from the removal column 2 to the heat exchanger 8 of the rectification column 1 through the second pipe 24. The heat is removed from the steam of the rectification column 1 in the heat exchanger 8. Then, heat can be transferred from the rectification column 1 to the removal column 2 through the third pipe 25. The fluids flow from the removal column 2 to the rectification column 1 by gravity. Accordingly, the fluids in the heat exchanger 8 are pushed to flow from the rectification column 1 to the removal column 2. In other words, this heat integrated distillation apparatus employs a thermal siphon system and, therefore, , a pressure supply means, such as a pump, is not necessary to supply the liquid from the rectification column 1 to the removal column 2 located above in a vertical direction.

50fifty

La Figura 3 muestra un segundo ejemplo del aparato de destilacion descrito en el documento JP4803470B. El aparato de destilacion incluye una columna de rectificacion 1, una columna de remocion 2 situada mas alta que la columna de rectificacion 1, una primera tubena 23 para conectar la parte superior de la columna 2c de la columna de remocion con el fondo de la columna 1a de la columna de rectificacion, y un compresor 4 que comprime el vapor de 55 la parte superior de la columna 2c de la columna de remocion para suministrar el vapor comprimido al fondo de la columna 1a de la columna de rectificacion. El aparato de destilacion incluye ademas una unidad de sumidero de lfquido 2e situada en una fase predeterminada de la columna de remocion 2 y configurada para contener lfquido que ha fluido hacia abajo, un intercambiador de calor 8 situado en la unidad de sumidero de lfquido 2e, una placa de separacion 16 que se ajusta en una posicion predeterminada de la columna de rectificacion 1 y configurada para 60 separar fases superiores y fases inferiores completamente, una segunda tubena 29 para introducir vapor por debajoFigure 3 shows a second example of the distillation apparatus described in JP4803470B. The distillation apparatus includes a rectification column 1, a removal column 2 located higher than the rectification column 1, a first pipe 23 to connect the upper part of column 2c of the removal column with the bottom of the column 1a of the rectification column, and a compressor 4 that compresses steam from the top of column 2c of the removal column to supply the compressed steam to the bottom of column 1a of the rectification column. The distillation apparatus further includes a liquid sump unit 2e located in a predetermined phase of the removal column 2 and configured to contain liquid that has flowed down, a heat exchanger 8 located in the liquid sump unit 2e, a separation plate 16 which is adjusted in a predetermined position of the rectification column 1 and configured to separate upper and lower phases completely, a second pipe 29 to introduce steam below

de la placa de separacion 16 al intercambiador de calor 8, y una tercera tubena 30 para introducir fluidos introducidos a traves de la segunda tubena 29 al intercambiador de calor 8 y a continuacion descargarlos del intercambiador de calor 8 a un lado superior de la placa de separacion 16.from the separation plate 16 to the heat exchanger 8, and a third pipe 30 to introduce fluids introduced through the second pipe 29 to the heat exchanger 8 and then discharge them from the heat exchanger 8 to an upper side of the separation plate 16.

5 Con la configuracion descrita anteriormente en la Figura 3, el vapor se extrae de la columna de rectificacion 1 a traves de la segunda tubena 29. El vapor se introduce en el intercambiador de calor 8 en la columna de remocion 2. Entonces, el calor puede transferirse desde la columna de rectificacion 1 a la columna de remocion 2. El vapor de alta presion en la columna de rectificacion 1 asciende a traves de la segunda tubena 29 al intercambiador de calor 8 en la columna de remocion 2. Por consiguiente, un fluido parcial o totalmente condensado del vapor en el 10 intercambiador de calor 8 es empujado desde la columna de remocion 2 a la tercera tubena 30 fuera de la columna. Por lo tanto, esta configuracion tampoco necesita ningun medio de alimentacion de presion, tal como una bomba, para el suministro de lfquido desde la columna de remocion 2 a la columna de rectificacion 1 situada en un lado inferior en una direccion vertical.5 With the configuration described above in Figure 3, the steam is extracted from the rectification column 1 through the second pipe 29. The steam is introduced into the heat exchanger 8 in the removal column 2. Then, the heat it can be transferred from the rectification column 1 to the removal column 2. The high pressure steam in the rectification column 1 ascends through the second pipe 29 to the heat exchanger 8 in the removal column 2. Accordingly, a Partial or fully condensed steam fluid in the heat exchanger 10 is pushed from the removal column 2 to the third pipe 30 out of the column. Therefore, this configuration also does not require any means of supplying pressure, such as a pump, for the supply of liquid from the removal column 2 to the rectification column 1 located on a lower side in a vertical direction.

15 Las configuraciones del aparato de las Figuras 2 y 3 descritas anteriormente son capaces de reducir la cantidad de calor que se elimina en el condensador 7 que esta unido a una parte superior de la columna de rectificacion 1, y de reducir la cantidad de calor del caldenn 3 unido a la parte inferior de la columna de remocion 2 mas, en comparacion con un aparato de destilacion ordinario que tiene una columna en la que un lado superior es una seccion de rectificacion y un lado inferior es una seccion de remocion con un lugar de alimentacion como un lfmite del mismo, y 20 que no es de un tipo integrado por calor. Como resultado, es posible proporcionar un aparato de destilacion de eficiencia energetica.The configurations of the apparatus of Figures 2 and 3 described above are capable of reducing the amount of heat that is removed in the condenser 7 that is attached to an upper part of the rectification column 1, and of reducing the amount of heat of the Caldenn 3 attached to the lower part of the removal column 2 more, compared to an ordinary distillation apparatus having a column in which an upper side is a rectification section and a lower side is a removal section with a place of power as a limit thereof, and 20 which is not of a heat integrated type. As a result, it is possible to provide a distillation apparatus of energy efficiency.

La columna de rectificacion 1 y la columna de remocion 2 pueden configurarse usando secciones en bandeja o secciones de lecho empaquetado similares a las de un aparato de destilacion general. Por lo tanto, el aparato puede 25 abordar el corte lateral o la corriente de alimentacion multiple sin la necesidad de ninguna mejora, y es posible realizar facilmente el mantenimiento del aparato. Por la misma razon, el numero de fases de la columna de rectificacion o la columna de remocion se puede configurar libremente, y se puede optimizar una fase de alimentacion.The rectification column 1 and the removal column 2 can be configured using tray sections or packed bed sections similar to those of a general distillation apparatus. Therefore, the apparatus can address the side cut or the multiple feed current without the need for any improvement, and it is possible to easily perform the maintenance of the apparatus. For the same reason, the number of phases of the rectification column or the removal column can be freely configured, and a feeding phase can be optimized.

30 Se puede ajustar libremente un area de transferencia de calor y, por lo tanto, se puede determinar la tasa de intercambio de calor sin ninguna dependencia de la diferencia de temperatura entre las columnas.30 A heat transfer area can be freely adjusted and, therefore, the heat exchange rate can be determined without any dependence on the temperature difference between the columns.

Como se ha descrito anteriormente, segun el ejemplo del aparato descrito en el documento JP4803470B (Figuras 2 y 3), la eficiencia energetica es alta, el corte lateral y el ajuste de una posicion de fase de alimentacion pueden 35 tratarse facilmente, y el mantenimiento del aparato es facil. Ademas, el aparato de la presente invencion tiene una estructura en la que el grado de libertad de diseno es alto y, por lo tanto, puede ser facilmente aceptado por el lado del usuario.As described above, according to the example of the apparatus described in JP4803470B (Figures 2 and 3), the energy efficiency is high, the lateral cut and the adjustment of a feeding phase position can be easily treated, and maintenance The device is easy. In addition, the apparatus of the present invention has a structure in which the degree of design freedom is high and, therefore, can be easily accepted by the user side.

Incidentalmente, con respecto a los aparatos de destilacion mostrados en las Figuras 2 y 3, los presentes inventores 40 pretenden mejorar aun mas la eficiencia energetica, y los respectivos ejemplos de aparatos de destilacion todavfa tienen el siguiente espacio a mejorar.Incidentally, with respect to the distillation apparatus shown in Figures 2 and 3, the present inventors 40 intend to further improve the energy efficiency, and the respective examples of distillation apparatus still have the following space to be improved.

En otras palabras, en el aparato de destilacion mostrado en la Figura 2, se adopta el siguiente procedimiento. ParteIn other words, in the distillation apparatus shown in Figure 2, the following procedure is adopted. Part

0 la totalidad de un lfquido en una fase arbitraria de la columna de remocion 2 se retira a traves de la tubena 24 45 fuera de la columna, y se suministra al intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 situado en una fase arbitraria de0 all of a liquid in an arbitrary phase of the removal column 2 is removed through the pipe 24 24 outside the column, and is supplied to the tube-type heat exchanger 8 located in an arbitrary phase of

la columna de rectificacion 1, donde se realiza intercambio de calor. Posteriormente, una parte o la totalidad de la cantidad del lfquido que se elimina de la columna de remocion 2 se vaporiza por vapor en la columna de rectificacionrectification column 1, where heat exchange is performed. Subsequently, part or all of the amount of liquid that is removed from the removal column 2 is vaporized by steam in the rectification column.

1 a una temperatura mas alta, y vuelve directamente por debajo de la posicion de eliminacion de lfquido descrita anteriormente de la columna de remocion 2 a traves de la tubena 25 fuera de la columna mediante un efecto de1 at a higher temperature, and returns directly below the liquid removal position described above of the removal column 2 through the pipeline 25 outside the column by an effect of

50 sifon termico, sin energfa suministrada desde el exterior por una bomba o similar. Se realiza dicha circulacion de los fluidos.50 thermal siphon, without energy supplied from the outside by a pump or similar. This circulation of the fluids is performed.

En un procedimiento de este tipo, se necesita una cabeza de lfquido en el lado de suministro del intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 (tubena 24 fuera de la columna) para realizar la circulacion de los fluidos mediante el 55 efecto de sifon termico. En otras palabras, a medida que las porciones que se extienden en la direccion vertical de las tubenas 24 y 25 se alargan correspondientemente con respecto a la distancia (altura) entre la posicion de extraccion de lfquido X de la columna de remocion 2 y la posicion de instalacion del intercambiador de calor Y de la columna de rectificacion 1, la perdida de presion a traves la tubena 25 aumenta. Por lo tanto, para hacer circular los fluidos superando esto, la cabeza del lfquido basada en la posicion de entrada del intercambiador de calor 8 (porcion 60 final de la tubena 24 conectada con el intercambiador de calor 8) tambien se hace grande. Sin embargo, en laIn such a procedure, a liquid head is needed on the supply side of the tubular beam type heat exchanger 8 (tubena 24 outside the column) to perform the circulation of the fluids by the thermal siphon effect. In other words, as the portions extending in the vertical direction of the tubenas 24 and 25 lengthen correspondingly with respect to the distance (height) between the liquid extraction position X of the removal column 2 and the position of installation of the heat exchanger And of the rectification column 1, the pressure loss through the pipe 25 increases. Therefore, to circulate the fluids overcoming this, the liquid head based on the inlet position of the heat exchanger 8 (final portion 60 of the tubena 24 connected to the heat exchanger 8) is also made large. However, in the

tubena del intercambiador de calor 8 la presion llega a ser alta y el punto de ebullicion aumenta debido al aumento en la cabeza de lfquido. Por lo tanto, la diferencia de temperatura entre el interior de la tubena y el exterior (carcasa) de la tubena en el intercambiador de calor 8 se reduce de forma correspondiente al aumento del punto de ebullicion. Para compensar esto, surge la necesidad de aumentar la presion de la columna de rectificacion 1, es decir, 5 aumentar la temperatura en la columna de rectificacion 1 aumentando la relacion de compresion del compresor 4. Por lo tanto, hay un espacio que se puede mejorar desde el punto de vista del rendimiento de ahorro de energfa.The heat exchanger tube 8 the pressure becomes high and the boiling point increases due to the increase in the liquid head. Therefore, the temperature difference between the inside of the tubena and the outside (casing) of the tubena in the heat exchanger 8 is reduced correspondingly to the boiling point increase. To compensate for this, the need arises to increase the pressure of the rectification column 1, that is, 5 to increase the temperature in the rectification column 1 by increasing the compression ratio of the compressor 4. Therefore, there is a space that can be improve from the point of view of energy saving performance.

En otras palabras, en el aparato de destilacion mostrado en la Figura 3, se adopta el siguiente procedimiento. La placa de separacion 16 que divide por completo el interior de la columna en un lado superior y un lado inferior se 10 instala en una fase arbitraria de la columna de rectificacion 1, todo el vapor que asciende desde la placa de separacion inferior 16 se extrae de la columna a traves de la tubena 29, y se suministra al intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 instalado en una fase arbitraria de la columna de remocion 2, donde se realiza el intercambio de calor. A continuacion, un fluido parcial o totalmente condensado en el intercambiador de calor 8 fluye a traves de la tubena 30 fuera de la columna al lado superior de la placa de separacion 16 en la columna de rectificacion 1 por 15 gravedad, y el lfquido condensado fluye a traves de otra tubena 31 para desplazarse a la placa de separacion inferior 16. Se realiza dicha circulacion de los fluidos.In other words, in the distillation apparatus shown in Figure 3, the following procedure is adopted. The separation plate 16 which completely divides the interior of the column into an upper side and a lower side 10 is installed in an arbitrary phase of the rectification column 1, all the steam rising from the lower separation plate 16 is extracted of the column through the pipe 29, and is supplied to the tube-type heat exchanger 8 installed in an arbitrary phase of the removal column 2, where the heat exchange is performed. Next, a partially or fully condensed fluid in the heat exchanger 8 flows through the tubena 30 out of the column to the upper side of the separation plate 16 in the rectification column 1 by 15 gravity, and the condensed liquid flows through another pipe 31 to move to the lower separation plate 16. Such fluid circulation is performed.

Tal procedimiento pretende extraer todo el vapor en la columna de rectificacion 1 al exterior de la columna y, por lo tanto, adopta una estructura complicada en la que la placa de separacion 16 esta instalada en la columna de 20 rectificacion 1, y el lfquido condensado alimentado en la placa de separacion 16 desde la columna de remocion 2 se transfiere adicionalmente a un espacio lateral inferior de la placa de separacion 16 a traves de la tubena 31 y la valvula de control 17 fuera de la columna. Por lo tanto, hay un espacio que se puede mejorar desde el punto de vista de la estructura y el coste de fabricacion.Such a procedure is intended to extract all the steam in the rectification column 1 outside the column and, therefore, adopts a complicated structure in which the separation plate 16 is installed in the rectification column 20, and the condensed liquid fed into the separation plate 16 from the removal column 2 is further transferred to a lower lateral space of the separation plate 16 through the pipe 31 and the control valve 17 outside the column. Therefore, there is a space that can be improved from the point of view of the structure and manufacturing cost.

25 Ademas, la fuerza de accionamiento para los fluidos que pasan a traves de la tubena del intercambiador de calor 8 se obtiene dando perdida de presion en los lados superior e inferior de la placa de separacion 16 y, por lo tanto la presion del fondo de la columna 1a ha de ser mayor que la presion de la parte superior de la columna 1c de la seccion de rectificacion 1 correspondientemente a la perdida de presion en los lados superior e inferior de la placa de separacion 16. Por lo tanto, surge la necesidad de establecer una presion mas alta en un lado de salida del 30 compresor 4 (concretamente, aumentar una relacion de compresion) correspondientemente para aumentar la presion en el lado del fondo de la columna 1a. Por lo tanto, tambien hay un espacio que se puede mejorar desde el punto de vista del rendimiento de ahorro de energfa.In addition, the driving force for the fluids that pass through the heat exchanger tube 8 is obtained by giving pressure loss on the upper and lower sides of the separation plate 16 and, therefore, the bottom pressure. column 1a must be greater than the pressure of the upper part of column 1c of the rectification section 1 correspondingly to the loss of pressure on the upper and lower sides of the separation plate 16. Therefore, the need arises of setting a higher pressure on an outlet side of the compressor 4 (specifically, increasing a compression ratio) correspondingly to increase the pressure on the bottom side of column 1a. Therefore, there is also a space that can be improved from the point of view of energy saving performance.

Para mejorar aun mas los dos ejemplos de configuracion del aparato de las Figuras 2 y 3 como anteriormente, los 35 presentes inventores prestan atencion a las circunstancias que se indican a continuacion.To further improve the two examples of configuration of the apparatus of Figures 2 and 3 as above, the present inventors pay attention to the circumstances indicated below.

Cuando las fases para realizar el intercambio de calor lateral entre la seccion de remocion y la seccion de rectificacion se seleccionan optimamente, para poner el concepto de la HIDiC en uso practico, la fase mas baja de la seccion de rectificacion no se usa para el intercambio de calor con el seccion de remocion en algunos casos. La 40 Figura 4 muestra una configuracion conceptual de la HIDiC en este caso, y las Figuras 5 y 6 muestran ejemplos del modo de realizar la HIDiC en este caso. En particular, la Figura 5 muestra la aplicacion del sistema de transferencia de calor del aparato de la Figura 2 a la configuracion conceptual de la Figura 4, y la Figura 6 muestra la aplicacion del sistema de transferencia de calor del aparato de la Figura 3 a la configuracion conceptual de la Figura 4.When the phases for performing the lateral heat exchange between the removal section and the rectification section are optimally selected, to put the concept of the HIDiC into practical use, the lowest phase of the rectification section is not used for the exchange of heat with the removal section in some cases. Figure 4 shows a conceptual configuration of the HIDiC in this case, and Figures 5 and 6 show examples of how to perform the HIDiC in this case. In particular, Figure 5 shows the application of the heat transfer system of the apparatus of Figure 2 to the conceptual configuration of Figure 4, and Figure 6 shows the application of the heat transfer system of the apparatus of Figure 3 a the conceptual configuration of Figure 4.

45 Como es comprensible con referencia a las configuraciones de las Figuras 4 a 6, una sola fase o una pluralidad de fases en la parte inferior de la seccion de rectificacion 1d no esta o no estan implicadas en absoluto en el intercambio de calor en muchos casos. Esto no solo se aplica a la bandeja, sino tambien a la capa de lecho empaquetado. En las configuraciones anteriores, la parte inferior de la seccion de rectificacion 1d, que tiene la temperatura mas alta, no se utiliza de manera eficaz para el intercambio de calor.As is understandable with reference to the configurations of Figures 4 to 6, a single phase or a plurality of phases at the bottom of the rectification section 1d is not or is not involved at all in the heat exchange in many cases. . This not only applies to the tray, but also to the packed bed layer. In the above configurations, the lower part of the rectification section 1d, which has the highest temperature, is not used effectively for heat exchange.

50fifty

En las configuraciones en las que la parte inferior de la seccion de rectificacion 1d no se usa para el intercambio de calor con la seccion de remocion como en las Figuras 4 a 6, no hay necesidad de conectar la tubena de salida del compresor 4 al fondo de la columna 1a (la porcion mas baja de la seccion de rectificacion) de la columna de rectificacion. Mas bien, conectar la tubena de salida 4a del compresor 4 a la seccion de intercambio de calor 55 (seccion de intercambio de calor directamente por encima de la parte inferior de la seccion de rectificacion 1d) que esta situada en la posicion mas baja de la seccion de rectificacion no desperdicia calor. Sin embargo, si la tubena de salida 4a del compresor 4 esta directamente conectada a la seccion de intercambio de calor situada en la posicion mas baja de la seccion de rectificacion sin estar conectada directamente a la parte mas baja de la seccion de rectificacion, no habra gas en la parte inferior 1d, que se encuentra debajo de esta, de la seccion de rectificacion y, 60 por lo tanto la operacion de destilacion que tiene un equilibrio lfquido-vapor segun el principio de remocion no seIn the configurations in which the lower part of the rectification section 1d is not used for heat exchange with the removal section as in Figures 4 to 6, there is no need to connect the outlet pipe of the compressor 4 to the bottom of column 1a (the lowest portion of the rectification section) of the rectification column. Rather, connect the outlet pipe 4a of the compressor 4 to the heat exchange section 55 (heat exchange section directly above the bottom of the rectification section 1d) which is located in the lowest position of the rectification section does not waste heat. However, if the outlet pipe 4a of the compressor 4 is directly connected to the heat exchange section located in the lowest position of the rectification section without being directly connected to the lowest part of the rectification section, there will be no gas in the lower part 1d, which is located below it, of the rectification section and, therefore, the distillation operation having a liquid-vapor equilibrium according to the removal principle is not

establece. Por lo tanto, el aparato que usa este procedimiento de conexion no se puede realizar.establishes. Therefore, the device using this connection procedure cannot be performed.

Por lo tanto, los presentes inventores han decidido mover y disponer la region 2g (la region mostrada por la lmea de puntos en la Figura 4), que corresponde a la parte inferior 1d de la seccion de rectificacion, a una ubicacion que esta 5 por encima de la parte superior de la columna de remocion (en otras palabras, por encima de la fase de alimentacion 2f), como se muestra en la Figura 4, por ejemplo. La disposicion de este modo no cambia en absoluto el propio flujo de los fluidos, y si la fase de la parte inferior 1d de la seccion de rectificacion se mueve y se dispone por encima de la fase de alimentacion 2f, region 2g, que corresponde a la parte inferior de la seccion de rectificacion, puede operarse bajo la presion de la columna de remocion 2 que es menor que la presion de la columna de rectificacion 1. 10 Como resultado, la volatilidad relativa en la region 2g se hace grande, y la energfa (cantidad de calor) en sf misma que es originalmente necesaria para un proceso de separacion puede reducirse.Therefore, the present inventors have decided to move and arrange the region 2g (the region shown by the dotted line in Figure 4), which corresponds to the bottom 1d of the rectification section, to a location that is 5 by above the top of the removal column (in other words, above the feeding phase 2f), as shown in Figure 4, for example. The arrangement in this way does not change the flow of fluids at all, and if the phase of the lower part 1d of the rectification section moves and is arranged above the feeding phase 2f, region 2g, which corresponds to the lower part of the rectification section can be operated under the pressure of the removal column 2 which is less than the pressure of the rectification column 1. 10 As a result, the relative volatility in the region 2g becomes large, and the energy (amount of heat) in itself that is originally necessary for a separation process can be reduced.

Ademas, en el caso de la configuracion en la que la tubena de salida 4a del compresor 4 esta conectada a la posicion directamente por encima de la parte inferior 1d de la seccion de rectificacion, como se muestra por las 15 imeas de puntos en las Figuras 4 a 6, el vapor de la tubena de salida 4a del compresor 4 se suministra a la columna de rectificacion 1, y de la columna de rectificacion 1, el calor se transfiere a la seccion de intercambio de calor 2h en la parte inferior de la columna de remocion 2, y regresa a la posicion de la columna de rectificacion 1 a la que esta conectada la tubena de salida 4a, de nuevo. Los presentes inventores han considerado que, si ese es el caso, la adopcion de tal configuracion de aparato es mas preferible, que la tubena de salida 4a del compresor 4 este 20 directamente conectada a la seccion de intercambio de calor 2h en la parte inferior de la columna de remocion 2 sin estar conectada todo el camino a la columna de rectificacion 1, y que los fluidos que estan sometidos a intercambio de calor en la seccion de intercambio de calor 2h se introduzcan en la columna de rectificacion 1.In addition, in the case of the configuration in which the outlet pipe 4a of the compressor 4 is connected to the position directly above the lower part 1d of the rectification section, as shown by the 15 dots in the Figures. 4 to 6, the steam from the outlet pipe 4a of the compressor 4 is supplied to the rectification column 1, and from the rectification column 1, the heat is transferred to the heat exchange section 2h at the bottom of the removal column 2, and returns to the position of the rectification column 1 to which the outlet pipe 4a is connected, again. The present inventors have considered that, if that is the case, the adoption of such an apparatus configuration is more preferable, than the outlet pipe 4a of the compressor 4 is directly connected to the heat exchange section 2h at the bottom of the removal column 2 without being connected all the way to the rectification column 1, and that the fluids that are subjected to heat exchange in the heat exchange section 2h are introduced into the rectification column 1.

En el caso de la configuracion del aparato basada en el concepto anterior, la configuracion del aparato de la Figura 5 25 se convierte en una configuracion del aparato de la Figura 7, y la configuracion del aparato de la Figura 6 se convierte en una configuracion del aparato de la Figura 8, aunque los detalles de las mismas se describiran mas adelante. Segun las configuraciones del aparato de las Figuras 7 y 8, entre una pluralidad de sistemas de transferencia de calor que realizan intercambio de calor entre varias fases de la columna de baja presion respectiva y una columna de alta presion, en un sistema de transferencia de calor proporcionado entre la parte inferior de una 30 columna de baja presion y la parte inferior de una columna de alta presion, el vapor de alta presion del compresor 4 se alimenta directamente al intercambiador de calor 8 en la parte inferior de la columna de baja presion, y el vapor de alta presion que proporciona calor a la parte inferior de la columna de baja presion a traves del intercambiador de calor 8 se introduce en la columna de rectificacion 1, como se muestra en las Figuras 7 y 8. En este sistema de transferencia de calor, tanto la configuracion del aparato de la Figura 2 como la configuracion del aparato de la 35 Figura 3 se mejoran. La razon de esto es la siguiente.In the case of the configuration of the apparatus based on the above concept, the configuration of the apparatus of Figure 5 25 becomes a configuration of the apparatus of Figure 7, and the configuration of the apparatus of Figure 6 becomes a configuration of the apparatus of Figure 8, although the details thereof will be described later. According to the configurations of the apparatus of Figures 7 and 8, between a plurality of heat transfer systems that perform heat exchange between various phases of the respective low pressure column and a high pressure column, in a heat transfer system provided between the bottom of a low pressure column and the bottom of a high pressure column, the high pressure steam of the compressor 4 is fed directly to the heat exchanger 8 at the bottom of the low pressure column, and the high pressure steam that provides heat to the bottom of the low pressure column through the heat exchanger 8 is introduced into the rectification column 1, as shown in Figures 7 and 8. In this transfer system of heat, both the configuration of the apparatus of Figure 2 and the configuration of the apparatus of Figure 3 are improved. The reason for this is as follows.

Es decir, en los ejemplos de aparato de las Figuras 2 y 5, se utiliza la circulacion de los fluidos por efecto del sifon termico para realizar el intercambio de calor entre la seccion de rectificacion y la seccion de remocion, y para hacer que el fluido circule, se necesita una cabeza de lfquido en el lado de suministro (tubena 24 fuera de la columna) del 40 intercambiador de calor de tipo haz tubular 8. Sin embargo, la configuracion del aparato de la Figura 7 no necesita una cabeza de lfquido en algunos sistemas de transferencia de calor y, por lo tanto, se espera una mejora en el rendimiento de ahorro de energfa.That is, in the examples of apparatus of Figures 2 and 5, the circulation of the fluids by the effect of the thermal siphon is used to perform the heat exchange between the rectification section and the removal section, and to make the fluid circulate, a liquid head is needed on the supply side (tubena 24 outside the column) of the tubular beam type heat exchanger 8. However, the configuration of the apparatus of Figure 7 does not need a liquid head in some heat transfer systems and, therefore, an improvement in energy saving performance is expected.

Mientras tanto, en el ejemplo de aparato de la Figura 3, el vapor de alta presion que se suministra a la columna de 45 rectificacion 1 se desplaza hacia la columna de remocion 2 a traves de la tubena 29 fuera de la columna, y los fluidos que se condensan parcial o totalmente en el intercambiador de calor 8 de la unidad de sumidero de lfquido 2e en la columna de remocion 2 vuelven a la columna de rectificacion 1 a traves de otra tubena 30. Para este proposito, es necesario dividir el interior de la columna de rectificacion 1 completamente con la placa de separacion 16, conectar la tubena 29 a un espacio inferior de la placa de separacion 16, y conectar la tubena 30 a un espacio 50 superior de la placa de separacion 16 para establecer la presion del espacio inferior de la placa de separacion 16 para que sea mas alta. Pero, la configuracion del aparato de la Figura 8 no requiere una diferencia de presion en algunos sistemas de transferencia de calor y, por lo tanto, se espera una mejora en el rendimiento de ahorro de energfa.Meanwhile, in the example of the apparatus of Figure 3, the high pressure steam that is supplied to the rectification column 1 is moved towards the removal column 2 through the pipe 29 outside the column, and the fluids which are partially or totally condensed in the heat exchanger 8 of the liquid sump unit 2e in the removal column 2 return to the rectification column 1 through another pipe 30. For this purpose, it is necessary to divide the interior of the rectification column 1 completely with the separation plate 16, connect the pipe 29 to a lower space of the separation plate 16, and connect the pipe 30 to an upper space 50 of the separation plate 16 to establish the space pressure bottom of the separation plate 16 to be higher. But, the configuration of the apparatus of Figure 8 does not require a pressure difference in some heat transfer systems and, therefore, an improvement in energy saving performance is expected.

55 RESUMEN DE LA INVENCION55 SUMMARY OF THE INVENTION

Un objetivo de la presente invencion es mejorar los puntos mencionados anteriormente en ambos ejemplos de configuracion de aparato de las Figuras 2 y 3 como se ha descrito anteriormente, y lograr un mayor ahorro de energfa.An objective of the present invention is to improve the points mentioned above in both examples of apparatus configuration of Figures 2 and 3 as described above, and achieve greater energy savings.

Un aparato de destilacion integrado por calor segun un aspecto de la presente invencion incluye:A heat integrated distillation apparatus according to one aspect of the present invention includes:

una columna de alta presion que corresponde a una region por encima de una seccion de intercambio de calor situada en la parte inferior dentro de una region que incluye una seccion en bandeja o una seccion de lecho 5 empaquetado que se usa como una seccion de rectificacion; ya high pressure column corresponding to a region above a heat exchange section located in the lower part within a region that includes a tray section or a packed bed section 5 that is used as a rectification section; Y

una columna de baja presion que se encuentra arriba, como se ve desde la columna de alta presion, y que integra una region que incluye una seccion en bandeja o una seccion de lecho empaquetado que se utiliza como seccion de remocion, con una porcion correspondiente a la seccion de rectificacion que corresponde a una region que se situa debajo de la seccion de intercambio de calor situada en la parte inferior en la seccion de rectificacion.a low pressure column that is located above, as seen from the high pressure column, and that integrates a region that includes a tray section or a packed bed section that is used as a removal section, with a portion corresponding to the rectification section that corresponds to a region that is located below the heat exchange section located at the bottom in the rectification section.

1010

La porcion correspondiente a la seccion de rectificacion esta situada en una porcion superior de la seccion de remocion en la columna de baja presion de manera que la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion continua hacia la seccion de remocion.The portion corresponding to the rectification section is located in an upper portion of the removal section in the low pressure column so that the portion corresponding to the rectification section continues towards the removal section.

15 Ademas, el aspecto descrito anteriormente incluye:15 In addition, the aspect described above includes:

una primera tubena que conecta un fondo de columna de la columna de alta presion con la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion a traves de medios que alimentan a presion un lfquido que permanece en el fondo de columna de la columna de alta presion a la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion;a first pipe connecting a column bottom of the high pressure column with the portion corresponding to the rectification section through means that pressurize a liquid that remains at the bottom of the column of the high pressure column to the portion corresponding to the rectification section;

20 un intercambiador de calor situado en una fase en una parte inferior (puede ser una fase inferior o no) de la columna de baja presion;20 a heat exchanger located in a phase in a lower part (may be a lower phase or not) of the low pressure column;

una segunda tubena que conecta la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion con el intercambiador de calor en una parte inferior de la columna de baja presion;a second pipe connecting the portion corresponding to the rectification section with the heat exchanger in a lower part of the low pressure column;

un compresor instalado en la segunda tubena y configurado para comprimir vapor de la porcion correspondiente a la 25 seccion de rectificacion y, a continuacion, suministrar el vapor comprimido al intercambiador de calor en la parte inferior de la columna de baja presion; ya compressor installed in the second pipe and configured to compress steam from the portion corresponding to the rectification section and then supply the compressed steam to the heat exchanger at the bottom of the low pressure column; Y

una tercera tubena que introduce fluidos que fluyen desde el intercambiador de calor en la parte inferior de la columna de baja presion al fondo de la columna de la columna de alta presion.a third pipe introducing fluids that flow from the heat exchanger in the lower part of the low pressure column to the bottom of the column of the high pressure column.

30 En el aspecto anterior, el vapor de alta temperatura por el compresor se introduce en el intercambiador de calor que se encuentra en la parte inferior (no limitada a la fase inferior) de la columna de baja presion, y los fluidos que fluyen hacia fuera desde el intercambiador de calor se introducen en la parte inferior de la columna de alta presion, por lo que se proporciona calor a la parte inferior (no limitada a la fase inferior) de la columna de baja presion, y los fluidos que se introduciran en la parte inferior de la columna de alta presion se pueden enfriar. El sistema de transferencia 35 de calor (seccion de intercambio de calor lateral) que utiliza la segunda y la tercera tubenas y el intercambiador de calor en la columna de baja presion se configura como si se instalase un condensador lateral en la fase de la parte inferior de la columna de alta presion, y un caldenn lateral se instala en la fase de la parte inferior (no limitada a la parte inferior) de la columna de baja presion. Por lo tanto, en comparacion con un aparato de destilacion que no incluye el sistema de transferencia de calor descrito anteriormente, la cantidad de calor que se elimina puede 40 reducirse mas en el condensador, y la cantidad de calor que se suministra puede reducirse mas en el caldenn.30 In the above aspect, high temperature steam through the compressor is introduced into the heat exchanger located at the bottom (not limited to the lower phase) of the low pressure column, and the fluids flowing out from the heat exchanger they are introduced in the lower part of the high pressure column, whereby heat is provided to the lower part (not limited to the lower phase) of the low pressure column, and the fluids that are introduced into The bottom of the high pressure column can be cooled. The heat transfer system 35 (side heat exchange section) using the second and third tubenas and the heat exchanger in the low pressure column is configured as if a side condenser is installed in the lower part phase of the high pressure column, and a lateral caldenn is installed in the phase of the lower part (not limited to the lower part) of the low pressure column. Therefore, in comparison with a distillation apparatus that does not include the heat transfer system described above, the amount of heat that is removed can be further reduced in the condenser, and the amount of heat that is supplied can be further reduced by The caldenn.

En particular, el sistema de transferencia de calor descrito anteriormente que permite el intercambio de calor entre la parte inferior de la columna de baja presion y la parte inferior de la columna de alta presion esta configurado para introducir el vapor de alta presion del compresor directamente en el intercambiador de calor que se proporciona en la 45 columna de baja presion y para alimentar asf los fluidos condensados en el intercambiador de calor a la columna de alta presion. Es decir, la configuracion no necesita una cabeza de lfquido como en el ejemplo de aparato de la Figura 2, o la perdida de presion no se requiere como en el ejemplo del aparato de la Figura 3. Por lo tanto, el rendimiento de ahorro de energfa se puede mejorar porque la cabeza de lfquido y la perdida de presion no son necesarias. Ademas, la region correspondiente a la parte inferior de la seccion de rectificacion (porcion correspondiente a la 50 seccion de rectificacion) puede funcionar debido a la presion de la columna de baja presion que es inferior a la presion de la columna de alta presion y, por lo tanto, en comparacion con las configuraciones de las Figuras 4 a 6, la volatilidad relativa en la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion aumenta. Por lo tanto, la propia energfa (cantidad de calor) que originalmente se vuelve necesaria para un proceso de remocion puede reducirse.In particular, the heat transfer system described above that allows heat exchange between the lower part of the low pressure column and the lower part of the high pressure column is configured to introduce the high pressure steam from the compressor directly into the heat exchanger provided in the low pressure column and thus to feed the condensed fluids in the heat exchanger to the high pressure column. That is, the configuration does not require a liquid head as in the example of the apparatus of Figure 2, or the loss of pressure is not required as in the example of the apparatus of Figure 3. Therefore, the saving efficiency of Energy can be improved because the liquid head and pressure loss are not necessary. In addition, the region corresponding to the lower part of the rectification section (portion corresponding to the 50 rectification section) may function due to the pressure of the low pressure column that is less than the pressure of the high pressure column and, therefore, in comparison with the configurations of Figures 4 to 6, the relative volatility in the portion corresponding to the rectification section increases. Therefore, the energy itself (amount of heat) that originally becomes necessary for a removal process can be reduced.

55 A partir de lo anterior, se puede proporcionar el aparato de destilacion con una eficiencia energetica extremadamente alta.From the above, the distillation apparatus can be provided with extremely high energy efficiency.

La seccion de rectificacion y la seccion de remocion, o la columna de alta presion y la columna de baja presion, se configuran usando las secciones en bandeja o secciones de lecho empaquetado similares a las de un aparato de 60 destilacion general. Por lo tanto, el aparato puede abordar el corte lateral o la corriente de alimentacion multiple sinThe rectification section and the removal section, or the high pressure column and the low pressure column, are configured using tray sections or packed bed sections similar to those of a general distillation apparatus. Therefore, the apparatus can address the side cut or multiple feed current without

la necesidad de ninguna mejora, y es posible realizar facilmente el mantenimiento del aparato. Por la misma razon, el numero de fases de la seccion de rectificacion o la seccion de remocion se puede configurar libremente, y la fase de alimentacion se puede optimizar.the need for any improvement, and it is possible to easily perform the maintenance of the apparatus. For the same reason, the number of phases of the rectification section or the removal section can be freely configured, and the feeding phase can be optimized.

5 Ademas, se puede ajustar libremente un area de transferencia de calor y, por lo tanto, se puede determinar la tasa de intercambio de calor sin ninguna dependencia de la diferencia de temperatura entre las columnas.5 In addition, a heat transfer area can be freely adjusted and, therefore, the heat exchange rate can be determined without any dependence on the temperature difference between the columns.

Segun la presente invencion, la eficiencia energetica es alta, el corte lateral y el ajuste de una posicion de fase de alimentacion pueden tratarse facilmente, y el mantenimiento del aparato es facil. Ademas, el aparato de la presente 10 invencion tiene una estructura en la que el grado de libertad de diseno es alto y, por lo tanto, puede ser facilmente aceptado por el lado del usuario.According to the present invention, the energy efficiency is high, the lateral cut and the adjustment of a feeding phase position can be easily treated, and the maintenance of the apparatus is easy. In addition, the apparatus of the present invention has a structure in which the degree of design freedom is high and, therefore, can be easily accepted by the user side.

Ademas, segun la presente invencion, los puntos mencionados anteriormente en ambos ejemplos de configuracion de aparato de las Figuras 2 y 3 se mejoran, y puede lograrse un mayor ahorro de energfa.Furthermore, according to the present invention, the points mentioned above in both examples of apparatus configuration of Figures 2 and 3 are improved, and greater energy savings can be achieved.

15fifteen

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La Figura 1 muestra una estructura basica de la HIDiC;Figure 1 shows a basic structure of the HIDiC;

la Figura 2 es un diagrama de configuracion esquematica que muestra un ejemplo de un aparato de destilacion que 20 es una tecnica relacionada relevante y que se describe en el documento JP4803470B;Figure 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a distillation apparatus which is a relevant related technique and is described in JP4803470B;

la Figura 3 es un diagrama de configuracion esquematica que muestra otro ejemplo del aparato de destilacion que es una tecnica relacionada relevante y que se describe en el documento JP4803470B;Figure 3 is a schematic configuration diagram showing another example of the distillation apparatus that is a relevant related technique and described in JP4803470B;

la Figura 4 es un diagrama conceptual del aparato que se muestra para explicar las circunstancias del objetivo de la invencion de la presente solicitud;Figure 4 is a conceptual diagram of the apparatus shown to explain the circumstances of the objective of the invention of the present application;

25 la Figura 5 muestra un modo de realizar una configuracion de aparato de la Figura 2 basandose en la configuracion conceptual de la Figura 4;Figure 5 shows a way of performing an apparatus configuration of Figure 2 based on the conceptual configuration of Figure 4;

la Figura 6 muestra un modo de realizar una configuracion de aparato de la Figura 3 basandose en la configuracion conceptual de la Figura 4;Figure 6 shows a way of performing an apparatus configuration of Figure 3 based on the conceptual configuration of Figure 4;

la Figura 7 muestra una configuracion general de un aparato de destilacion integrado por calor segun una realizacion 30 de la presente invencion;Figure 7 shows a general configuration of a heat integrated distillation apparatus according to an embodiment 30 of the present invention;

la Figura 8 muestra una configuracion general de un aparato de destilacion integrado por calor segun otra realizacion de la presente invencion;Figure 8 shows a general configuration of a heat integrated distillation apparatus according to another embodiment of the present invention;

la Figura 9 muestra una configuracion periferica de un intercambiador de calor de tipo haz tubular situado en una columna de baja presion de cada una de las Figuras 7 y 8;Figure 9 shows a peripheral configuration of a tubular beam type heat exchanger located in a low pressure column of each of Figures 7 and 8;

35 la Figura 10 muestra una configuracion de una unidad de extraccion de lfquido situada en una columna de alta presion de cada una de las Figuras 7 y 8; yFigure 10 shows a configuration of a liquid extraction unit located in a high pressure column of each of Figures 7 and 8; Y

la Figura 11 muestra una configuracion periferica de un intercambiador de calor de tipo haz tubular situado en la columna de alta presion de cada una de las Figuras 7 y 8.Figure 11 shows a peripheral configuration of a tube-type heat exchanger located in the high pressure column of each of Figures 7 and 8.

40 [EXPLICACION DE LAS LETRAS]40 [EXPLANATION OF THE LETTERS]

1 columna de rectificacion (se denomina columna de alta presion en las realizaciones de las Figuras 7 y 8).1 rectification column (called high pressure column in the embodiments of Figures 7 and 8).

1a fondo de la columna1st column bottom

1b seccion en bandeja (o seccion de lecho empaquetado)1b tray section (or packed bed section)

45 1c parte superior de la columna45 1c top of the column

1d la parte inferior de una seccion de rectificacion1d the bottom of a rectification section

2 columna de remocion (se denomina columna de baja presion en las realizaciones de las Figuras 7 y 8).2 removal column (called low pressure column in the embodiments of Figures 7 and 8).

2a fondo de la columna2nd column bottom

2b seccion en bandeja (o seccion de lecho empaquetado)2b tray section (or packed bed section)

50 2c parte superior de la seccion de remocion50 2c upper part of the removal section

2d unidad de extraccion de lfquido2d liquid extraction unit

2e unidad de sumidero de lfquido2e liquid sump unit

2f fase de alimentacion2f feeding phase

2g region que corresponde a la parte inferior de una seccion de rectificacion 55 3 calentador (calderm)2g region that corresponds to the bottom of a rectifier section 55 3 heater (calderm)

4 compresor4 compressor

4a Tubena4th Tubena

5 bandeja de chimenea para sumidero5 chimney tray for sump

6 bomba6 bomb

60 7 condensador60 7 condenser

8 intercambiador de calor tipo haz tubular8 tubular beam type heat exchanger

9 bandeja de chimenea para sumidero9 chimney tray for sump

10, 12, 14 Ifquido10, 12, 14 Liquid

11, 13, 18 vapor11, 13, 18 steam

5 15 bandeja de chimenea para sumidero 16 placa de separacion 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 tubena5 15 chimney tray for sump 16 separating plate 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 tubena

X una posicion de extraccion de Ifquido de una columna de remocionX a liquid extraction position of a removal column

Y una posicion de instalacion del intercambiador de calor de una columna de rectificacionAnd a heat exchanger installation position of a rectification column

1010

DESCRIPCION DETALLADA DE LA REALIZACION EJEMPLARDETAILED DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENT

Un aparato de destilacion integrado por calor segun la presente invencion tiene una caractenstica basica en la que una carcasa de columna (columna de baja presion) es el resultado de anadir una region usada como seccion de 15 remocion que se extiende en una direccion vertical, y una region (o una porcion correspondiente a la seccion de rectificacion) que corresponde a una region que se encuentra por debajo de una seccion lateral de intercambio de calor en la fase inferior entre las secciones laterales de intercambio de calor instaladas en la seccion de rectificacion, y una carcasa de columna (columna de alta presion) que incluye una region, a excepcion de la region mencionada anteriormente, que corresponde a la seccion de rectificacion de la seccion de rectificacion que se extiende en la 20 direccion vertical, se proporcionan por separado, y la columna de baja presion se encuentra arriba como se ve desde la columna de alta presion. Un aparato de destilacion general, que no es un aparato de destilacion integrado por calor internamente, incluye una columna que esta construida en la direccion vertical y que tiene un fondo de columna, una seccion en bandeja (o seccion de lecho empaquetado), y una parte superior de columna, en el que, en el lfmite de una ubicacion de alimentacion, un lado superior de la seccion en bandeja (o seccion de lecho 25 empaquetado) es una seccion de rectificacion y un lado inferior es una seccion de remocion, y el aparato de destilacion general es totalmente diferente del aparato de destilacion integrado por calor segun la presente invencion. En particular, una disposicion descrita a continuacion utiliza ambas configuraciones de los aparatos de destilacion de las Figuras 2 y 3 que el presente solicitante ya ha propuesto. Por lo tanto, un ejemplo de realizacion de la presente invencion se describira utilizando los mismos signos de referencia para los mismos componentes que 30 los mostrados en las Figuras 2 y 3.A heat integrated distillation apparatus according to the present invention has a basic feature in which a column casing (low pressure column) is the result of adding a region used as a removal section that extends in a vertical direction, and a region (or a portion corresponding to the rectification section) that corresponds to a region that is below a lateral heat exchange section in the lower phase between the heat exchange lateral sections installed in the rectification section, and a column housing (high pressure column) that includes a region, except for the region mentioned above, which corresponds to the rectification section of the rectification section extending in the vertical direction, are provided separately, and the low pressure column is located above as seen from the high pressure column. A general distillation apparatus, which is not an internally integrated heat distillation apparatus, includes a column that is constructed in the vertical direction and that has a column bottom, a tray section (or packed bed section), and a upper part of the column, in which, at the limit of a feeding location, an upper side of the tray section (or packed bed section) is a rectification section and a lower side is a removal section, and The general distillation apparatus is totally different from the heat integrated distillation apparatus according to the present invention. In particular, an arrangement described below uses both configurations of the distillation apparatus of Figures 2 and 3 that the present applicant has already proposed. Therefore, an embodiment of the present invention will be described using the same reference signs for the same components as those shown in Figures 2 and 3.

La Figura 7 muestra una configuracion general de un aparato de destilacion integrado por calor segun una realizacion de la presente invencion. El aparato de destilacion integrado por calor segun la realizacion comprende una columna de alta presion 1 que corresponde a una region restante de una seccion de rectificacion que excluye 35 una region que corresponde a fases situadas por debajo de una region de intercambio de calor lateral que se realiza en la parte mas baja dentro de la seccion de rectificacion; y una columna de baja presion 2, que es el resultado de la adicion de una seccion de remocion global situada arriba como se ve desde la columna de alta presion 1, y la parte inferior de la seccion de rectificacion mencionada anteriormente. La columna de alta presion 1 incluye el fondo de la columna 1a, la seccion en bandeja (o la seccion de lecho empaquetado) 1b, y la parte superior de la columna 1c. La 40 columna de baja presion 2 tambien incluye el fondo de la columna 2a, la seccion en bandeja (o la seccion de lecho empaquetado) 2b, la parte superior de la seccion de remocion 2c y la parte inferior de la seccion de rectificacion 2g que se describira mas adelante.Figure 7 shows a general configuration of a heat integrated distillation apparatus according to an embodiment of the present invention. The heat-integrated distillation apparatus according to the embodiment comprises a high pressure column 1 corresponding to a remaining region of a rectification section that excludes a region corresponding to phases located below a lateral heat exchange region that is perform in the lowest part within the rectification section; and a low pressure column 2, which is the result of the addition of a global removal section located above as seen from the high pressure column 1, and the bottom of the rectification section mentioned above. The high pressure column 1 includes the bottom of column 1a, the tray section (or the packed bed section) 1b, and the top of column 1c. The low pressure column 2 also includes the bottom of the column 2a, the tray section (or the packed bed section) 2b, the upper part of the removal section 2c and the lower part of the rectification section 2g which It will be described later.

Ademas, como se describe usando las Figuras 4 y 5 en la seccion de RESUMEN DE LA INVENCION, la columna de 45 alta presion 1 de la realizacion corresponde a la region (parte superior de la seccion de rectificacion) que queda despues de que la parte inferior de la seccion de rectificacion 1d se corte de la columna de rectificacion 1 de la Figura 5, y la region (denominada en lo sucesivo en el presente documento porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g), que corresponde a la parte inferior de la seccion de rectificacion 1d que esta cortada de la columna de rectificacion, esta situada por encima de la parte superior de la seccion de remocion 2c de la columna de baja 50 presion 2. En la configuracion en la que la parte superior de la parte superior de la columna de baja presion se puede usar como la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g asf, la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g puede funcionar bajo la presion de la columna de baja presion 2 cuya presion es inferior a la presion de la columna de rectificacion 1 de la Figura 5. Por lo tanto, la volatilidad relativa en la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g se vuelve grande, y la propia energfa (cantidad de calor) que se 55 necesita originalmente para un proceso de separacion puede reducirse.In addition, as described using Figures 4 and 5 in the SUMMARY OF THE INVENTION section, the high pressure column 1 of the embodiment corresponds to the region (upper part of the rectification section) that remains after the part The lower part of the rectification section 1d is cut from the rectification column 1 of Figure 5, and the region (hereinafter referred to as the portion corresponding to the rectification section 2g), which corresponds to the lower part of the rectification section 1d that is cut from the rectification column, is located above the upper part of the removal section 2c of the low 50 pressure column 2. In the configuration in which the upper part of the upper part of The low pressure column can be used as the portion corresponding to the rectification section 2g so, the portion corresponding to the rectification section 2g can be operated under the pressure of the low pressure column. esion 2 whose pressure is lower than the pressure of the rectification column 1 of Figure 5. Therefore, the relative volatility in the portion corresponding to the rectification section 2g becomes large, and the energy itself (amount of heat) that is originally needed for a separation process can be reduced.

Las secciones en bandeja 1b y 2b son secciones en las que se encuentran varias bandejas horizontales. El espacio entre las bandejas adyacentes se denomina fase. En cada fase, cuando el contacto se realiza con gas-lfquido, se produce una transferencia de masa. Como resultado, las fases gaseosas ricas en componentes que tienen una 60 mayor volatilidad ascienden a una fase superior, mientras que una fase lfquida rica en componentes que tienen unaTray sections 1b and 2b are sections in which several horizontal trays are located. The space between adjacent trays is called phase. In each phase, when the contact is made with liquid gas, a mass transfer occurs. As a result, the gaseous phases rich in components that have a higher volatility amount to a higher phase, while a liquid phase rich in components that have a higher

volatilidad inferior desciende a una fase inferior. Despues, el contacto con el gas-Kquido se ejecuta de nuevo con una nueva fase lfquida o fase gaseosa de manera que se produce una transferencia de masa. Por lo tanto, hay componentes abundantes que tienen mayor volatilidad en una fase mas alta de la columna, hay abundantes componentes que tienen una volatilidad mas baja en una fase inferior, y se realiza una operacion de destilacion.Lower volatility drops to a lower phase. Then, the contact with the gas-liquid is executed again with a new liquid phase or gas phase so that a mass transfer occurs. Therefore, there are abundant components that have higher volatility in a higher phase of the column, there are abundant components that have lower volatility in a lower phase, and a distillation operation is performed.

55

La seccion empaquetada que puede reemplazar la seccion en bandeja es una seccion en la que se instala un cierto empaquetamiento en la columna vada, y el contacto con el gas-lfquido se ejecuta en su superficie. Por el mismo mecanismo que el de la seccion en bandeja, hay abundantes componentes que tienen una mayor volatilidad en una parte superior, hay abundantes componentes que tienen una menor volatilidad en una parte inferior y se realiza una 10 operacion de destilacion. En la Figura 7, las secciones en bandeja 1b y 2b (o secciones de lecho empaquetado) se muestran en blanco. En realidad, sin embargo, se emplean las estructuras mencionadas anteriormente.The packaged section that can replace the tray section is a section in which a certain packing is installed in the empty column, and the contact with the liquid-gas is executed on its surface. By the same mechanism as that of the tray section, there are abundant components that have a higher volatility in an upper part, there are abundant components that have a lower volatility in a lower part and a distillation operation is performed. In Figure 7, tray sections 1b and 2b (or packed bed sections) are shown in white. In reality, however, the structures mentioned above are used.

Cada columna de alta presion 1 y columna de baja presion 2 se describe en detalle. Primero, se describe la columna de baja presion 2.Each high pressure column 1 and low pressure column 2 is described in detail. First, the low pressure column 2 is described.

15fifteen

El calentador 3 denominado como un caldenn esta dispuesto fuera del fondo de la columna 2a de la columna de baja presion 2, y la tubena 21 se proporciona desde una parte inferior del espacio en el fondo de la columna 2a a traves del calentador 3 a una parte superior del espacio en el fondo de la columna 2a. Por consiguiente, el lfquido que desciende a traves de la seccion en bandeja 2b (o seccion de lecho empaquetado) de la columna de baja 20 presion 2 permanece en el fondo de la columna 2a. Una parte del lfquido se calienta por el calentador 3 para convertirse en vapor y asciende a la parte superior de la columna. Desde la parte inferior del fondo de la columna 2a, los fondos que son ricos en componentes con menor volatilidad se adquieren a traves de la tubena 22.The heater 3 referred to as a caldenn is disposed outside the bottom of the column 2a of the low pressure column 2, and the pipe 21 is provided from a lower part of the space at the bottom of the column 2a through the heater 3 to a upper part of the space at the bottom of column 2a. Therefore, the liquid that descends through the tray section 2b (or packed bed section) of the low pressure column 20 remains at the bottom of the column 2a. A part of the liquid is heated by the heater 3 to become steam and ascends to the top of the column. From the bottom of the bottom of column 2a, funds that are rich in components with lower volatility are acquired through pipeline 22.

La parte superior de la seccion de remocion 2c en la columna de baja presion 2 es una posicion para suministrar 25 corriente de alimentacion y, en esta region, se proporciona la fase de alimentacion 2f. Como se ha descrito anteriormente, la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g esta situada por encima de la seccion de remocion en la columna de baja presion 2 (concretamente, por encima de la fase de alimentacion 2f). La porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g y la parte superior de la seccion de remocion 2c en la columna de baja presion 2 estan conectadas de manera que el interior de la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 30 2g y el interior de la parte superior de la seccion de remocion 2c entren en contacto entre sf. Segun la realizacion, la corriente de alimentacion se suministra en la parte superior de la columna de seccion de remocion 2c en la columna de baja presion 2, pero si la ubicacion de alimentacion debe corresponder a un cambio en la composicion de la corriente de alimentacion, la ubicacion de alimentacion puede estar en una fase arbitraria de la seccion en bandeja 2b (o seccion de lecho empaquetado). Incluso cuando hay una pluralidad de alimentaciones, la ubicacion de 35 alimentacion puede ser la parte superior de la seccion de remocion 2c en la columna de baja presion 2, y otras fases arbitrarias (incluida una fase de la columna de alta presion 1).The upper part of the removal section 2c in the low pressure column 2 is a position for supplying feed stream and, in this region, the feeding phase 2f is provided. As described above, the portion corresponding to the rectification section 2g is located above the removal section in the low pressure column 2 (specifically, above the feeding phase 2f). The portion corresponding to the rectification section 2g and the upper part of the removal section 2c in the low pressure column 2 are connected so that the interior of the portion corresponding to the rectification section 30 2g and the interior of the part top of the removal section 2c come into contact with each other. According to the embodiment, the feed stream is supplied at the top of the removal section column 2c in the low pressure column 2, but if the feed location must correspond to a change in the composition of the feed stream, The feeding location may be in an arbitrary phase of the tray section 2b (or packed bed section). Even when there is a plurality of feeds, the location of the feed can be the top of the removal section 2c in the low pressure column 2, and other arbitrary phases (including a phase of the high pressure column 1).

La seccion en bandeja 2b (o seccion de lecho empaquetado) de la columna de baja presion 2 incluye una unidad de extraccion de lfquido 2d en una fase predeterminada. La unidad de extraccion de lfquido 2d esta en una fase situada 40 en un lado superior de la unidad de sumidero de lfquido 2e que se describira mas adelante. Como se muestra en la Figura 9, la unidad de extraccion de lfquido 2d mantiene el lfquido 10 que desciende desde arriba en la bandeja de chimenea para el sumidero 5, y extrae una parte del lfquido 10 hacia el exterior de la columna de baja presion 2. La tubena 24 para dirigir una parte del lfquido 10 a la columna de alta presion 1 esta conectada a la unidad de extraccion de lfquido 2d. La tubena 25 de la columna de alta presion 1 se inserta a traves de una pared de carcasa 45 de la columna de baja presion 2 en una fase directamente por debajo de la unidad de extraccion de lfquido 2d. Desde la tubena 25 insertada en la fase directamente por debajo de la unidad de extraccion de lfquido 2d, se introducen fluidos que tienen una mezcla de vapor 11 y lfquido 12 como se describe a continuacion, y el vapor 11 asciende mientras el lfquido 12 desciende.The tray section 2b (or packed bed section) of the low pressure column 2 includes a liquid extraction unit 2d at a predetermined stage. The liquid extraction unit 2d is in a phase located 40 on an upper side of the liquid sump unit 2e which will be described later. As shown in Figure 9, the liquid extraction unit 2d maintains the liquid 10 that descends from above in the chimney tray for the sump 5, and extracts a part of the liquid 10 outwards from the low pressure column 2 The pipe 24 for directing a part of the liquid 10 to the high pressure column 1 is connected to the liquid extraction unit 2d. The pipe 25 of the high pressure column 1 is inserted through a housing wall 45 of the low pressure column 2 in a phase directly below the liquid extraction unit 2d. From the tubena 25 inserted in the phase directly below the liquid extraction unit 2d, fluids having a mixture of vapor 11 and liquid 12 are introduced as described below, and the vapor 11 rises while the liquid 12 descends.

50 Ademas, la seccion en bandeja 2b (o seccion de lecho empaquetado) que esta mas cerca del fondo de la columna 2a de la columna de baja presion 2 incluye la unidad de sumidero de lfquido 2e. La unidad de sumidero de lfquido 2e almacena una cantidad predeterminada de lfquido 10 que ha fluido hacia la bandeja de chimenea para el sumidero 15, y el lfquido derramado desde la bandeja de chimenea para el sumidero 15 gotea. Para que la tubena del intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 pueda sumergirse en el lfquido almacenado por la unidad de sumidero 55 de lfquidos 2e, el intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 se ubica en la unidad de sumidero de lfquidos 2e (vease la Figura 11). Las porciones de tubena paralelas 8a y 8b en la tubena en forma de U del intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 se disponen a lo largo de la bandeja de chimenea para el sumidero 15.50 In addition, the tray section 2b (or packed bed section) that is closer to the bottom of the column 2a of the low pressure column 2 includes the liquid sump unit 2e. The liquid sump unit 2e stores a predetermined amount of liquid 10 that has flowed into the chimney tray for the sump 15, and the spilled liquid from the chimney tray for the sump 15 drips. In order for the tubular tube heat exchanger 8 to be submerged in the liquid stored by the liquid sump unit 55 2e, the tubular beam type heat exchanger 8 is located in the liquid sump unit 2e (see Figure 11). The parallel pipe portions 8a and 8b in the U-shaped pipe of the tube-type heat exchanger 8 are arranged along the chimney tray for the sump 15.

La tubena 4a (vease la Figura 7) conectada a una salida del compresor 4 esta conectado a la porcion de tubena 60 superior 8b de las porciones de tubena paralelas. La tubena 30 (vease la Figura 7) para alimentar fluidos desde laThe pipe 4a (see Figure 7) connected to an outlet of the compressor 4 is connected to the upper pipe portion 60 8b of the parallel pipe portions. Tubena 30 (see Figure 7) to feed fluids from the

columna de baja presion 2 hasta el fondo 1a de la columna de alta presion 1 esta conectada a la porcion de tubena inferior 8a. La porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g ubicada en la columna de baja presion 2 esta conectada a una entrada del compresor 4 a traves de la tubena 23.low pressure column 2 to the bottom 1a of the high pressure column 1 is connected to the bottom pipe portion 8a. The portion corresponding to the rectification section 2g located in the low pressure column 2 is connected to an inlet of the compressor 4 through the pipe 23.

5 Se describe una operacion del intercambiador de calor 8 en la unidad de sumidero de lfquido 2e.5 An operation of the heat exchanger 8 in the liquid sump unit 2e is described.

En el aparato de destilacion descrito anteriormente, un Kquido de alimentacion desciende desde la parte superior de la seccion de remocion 2c (fase de alimentacion 2f) en la columna de baja presion 2 a traves de una bandeja o una capa empaquetada. El lfquido 10 (vease la Figura 11) permanece en la unidad de sumidero de lfquido 2e en la 10 bandeja de chimenea para sumidero 15 que se situa en una fase arbitraria. La tubena con forma de U del intercambiador de calor de haz tubular 8 esta situada en la unidad de sumidero de lfquido 2e y, por lo tanto, la tubena en forma de U se sumerge en el lfquido 10. En esta fase, el vapor de alta temperatura por el compresor 4 se introduce a traves de la tubena 4a en la porcion de tubena superior 8b del intercambiador de calor 8 en la unidad de sumidero de lfquido 2e. En este momento, una parte del lfquido 10 en contacto con la pared de carcasa de las 15 porciones de tubena 8b y 8a, donde se mueve el vapor de alta temperatura, se calienta para convertirse en el vapor 18 y asciende (vease la Figura 11). El lfquido que queda sin convertirse en vapor desciende por una compuerta de salida. El vapor de alta temperatura introducido a traves de la tubena 4a en el intercambiador de calor 8 en la columna de baja presion 2 se condensa parcial o totalmente y se transforma en una fase lfquida desde una fase gaseosa mientras se mueve desde la porcion de tubena superior 8b a la porcion de tubena inferior 8a. El lfquido que 20 se genera por la condensacion y el vapor que no se condensa pasa a traves de la tubena 30 que se ubica fuera de la columna y a continuacion se alimenta al fondo de la columna 1a de la columna de alta presion 1 (vease la Figura 7).In the distillation apparatus described above, a feed liquid descends from the top of the removal section 2c (feed phase 2f) in the low pressure column 2 through a tray or a packed layer. Liquid 10 (see Figure 11) remains in the liquid sump unit 2e in the chimney tray for sump 15 which is located in an arbitrary phase. The U-shaped tubena of the tubular beam heat exchanger 8 is located in the liquid sump unit 2e and, therefore, the U-shaped tubena is submerged in the liquid 10. In this phase, the steam of High temperature through the compressor 4 is introduced through the pipe 4a into the upper pipe portion 8b of the heat exchanger 8 in the liquid sump unit 2e. At this time, a part of the liquid 10 in contact with the housing wall of the 15 portions of tubena 8b and 8a, where the high temperature steam moves, is heated to become the steam 18 and rises (see Figure 11 ). The liquid that remains without becoming steam descends through an exit gate. The high temperature steam introduced through the pipe 4a in the heat exchanger 8 in the low pressure column 2 is partially or totally condensed and transformed into a liquid phase from a gas phase while moving from the upper pipe portion 8b to the bottom tube portion 8a. The liquid that 20 is generated by the condensation and the vapor that does not condense passes through the pipe 30 which is located outside the column and then is fed to the bottom of the column 1a of the high pressure column 1 (see Figure 7).

La columna de alta presion 1 se describe adicionalmente.The high pressure column 1 is further described.

2525

Un extremo de la tubena 26 esta conectado en la parte inferior del fondo de la columna 1a de la columna de alta presion 1, mientras que el otro extremo de la tubena 26 esta conectado a la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g situada por encima de la parte superior de la seccion de remocion 2c (fase de alimentacion 2f) en la columna de baja presion 2. Para reciclar el lfquido, que permanece en el fondo de la columna 1a de la columna de 30 alta presion 1, a la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g, se necesita la bomba 6 en la seccion intermedia de la tubena 26.One end of the pipe 26 is connected at the bottom of the bottom of the column 1a of the high pressure column 1, while the other end of the pipe 26 is connected to the portion corresponding to the rectification section 2g located above from the top of the removal section 2c (feed phase 2f) in the low pressure column 2. To recycle the liquid, which remains at the bottom of column 1a of the high pressure column 1, at the portion corresponding to the rectification section 2g, the pump 6 is needed in the intermediate section of the pipe 26.

El condensador 7 esta equipado fuera de la parte superior de la columna 1c de la columna de alta presion 1, y la tubena 28 esta conectada desde una parte del espacio superior de la parte superior de la columna 1c al 35 condensador 7. Por lo tanto, el vapor que se ha movido a la parte superior de la columna 1c de la columna de alta presion 1 se enfna por el condensador 7 para convertirse en lfquido, y se adquiere un lfquido destilado que es rico en componentes que tienen una alta volatilidad. Una parte del lfquido se lleva a reflujo a la parte superior de la columna 1c siempre que sea necesario.The condenser 7 is equipped outside the upper part of the column 1c of the high pressure column 1, and the tubena 28 is connected from a part of the upper space of the upper part of the column 1c to the condenser 7. Therefore , the vapor that has moved to the top of the column 1c of the high pressure column 1 is cooled by the condenser 7 to become liquid, and a distilled liquid is acquired that is rich in components that have high volatility. A part of the liquid is refluxed to the top of column 1c whenever necessary.

40 Ademas, el intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 se inserta en una fase que se situa por encima de la posicion donde esta conectada la tubena 30, de la seccion en bandeja 1b de la columna de alta presion 1. Las porciones de tubena paralelas en la tubena en forma de U del intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 se colocan a lo largo de la bandeja de chimenea para sumidero 9 para retener temporalmente el lfquido condensado y para redistribuir el vapor que asciende desde abajo. La porcion de tubena inferior 8a de las porciones de tubena 45 paralelas esta conectada a la tubena 24 conectada a la unidad de extraccion de lfquido 2d de la columna de baja presion 2. La porcion de tubena superior 8b esta conectada a la tubena 25 que se inserta en la fase directamente debajo de la unidad de extraccion de lfquido 2d.40 In addition, the tubular beam type heat exchanger 8 is inserted in a phase that is located above the position where the tubena 30 is connected, from the tray section 1b of the high pressure column 1. The tubena portions Parallel to the U-shaped pipe of the tube-type heat exchanger 8 are placed along the chimney tray for sump 9 to temporarily retain the condensed liquid and to redistribute the vapor rising from below. The lower pipe portion 8a of the parallel pipe portions 45 is connected to the pipe 24 connected to the liquid extraction unit 2d of the low pressure column 2. The upper pipe portion 8b is connected to the pipe 25 Insert in the phase directly below the liquid extraction unit 2d.

Se describe una operacion del intercambiador de calor de tipo haz tubular 8.An operation of the tube-type heat exchanger 8 is described.

50fifty

En el aparato, la presion y la temperatura del vapor que sale de la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g se aumentan por el compresor 4. Posteriormente, una parte o la totalidad del vapor se condensa mediante el intercambiador de calor 8 en la columna de baja presion 2, y se suministra al fondo de la columna 1a de la columna de alta presion 1. El vapor 13 (vease la Figura 10) de los fluidos suministrados al fondo de la columna 1a 55 asciende en la seccion en bandeja 1b y entra en contacto con la tubena del intercambiador de calor de haz tubular 8 en la columna de alta presion 1. En este caso, el lfquido en una fase arbitraria de la columna de baja presion 2 se introduce a traves de la tubena 24 a la porcion de tubena inferior 8a del intercambiador de calor 8. Por lo tanto, el lfquido en la porcion de tubena 8a se calienta por el calor del vapor 13, y una parte del vapor 13 en contacto con la porcion de tubena 8a se condensa y se convierte en lfquido 14, el cual desciende. La porcion de tubena superior 8b 60 del intercambiador de calor 8 tambien se calienta por el calor del vapor 13. Por lo tanto, el lfquido introducido aIn the apparatus, the pressure and the temperature of the steam leaving the portion corresponding to the rectification section 2g are increased by the compressor 4. Subsequently, a part or all of the steam is condensed by the heat exchanger 8 in the column low pressure 2, and is supplied to the bottom of column 1a of the high pressure column 1. The steam 13 (see Figure 10) of the fluids supplied to the bottom of column 1a 55 ascends in the tray section 1b and comes into contact with the tubular beam heat exchanger tube 8 in the high pressure column 1. In this case, the liquid in an arbitrary phase of the low pressure column 2 is introduced through the tube 24 into the portion of the lower tubena 8a of the heat exchanger 8. Therefore, the liquid in the tubena portion 8a is heated by the heat of the steam 13, and a portion of the steam 13 in contact with the tubena portion 8a condenses and becomes in liquid 14, which dec go. The upper pipe portion 8b 60 of the heat exchanger 8 is also heated by the heat of the steam 13. Therefore, the liquid introduced into

traves de la tubena 24 en el intercambiador de calor 8 cambia a fluidos que tienen una mezcla de fase Kquida 12 y gaseosa 11 mientras se mueve desde la porcion de tubena inferior 8a a la porcion de tubena superior 8b. Los fluidos pasan a continuacion a traves de la tubena 25 que se ubica fuera de la columna para introducirse a la fase directamente debajo de la unidad de extraccion de lfquido 2d de la columna de baja presion 2 (veanse las Figuras 7 5 y 9). No se necesita un medio de alimentacion de presion tal como una bomba para hacer circular dichos fluidos, ya que la configuracion emplea el sistema de sifon termico.Through the tubena 24 in the heat exchanger 8 it changes to fluids that have a mixture of Kqida 12 and gas phase 11 while moving from the lower tube portion 8a to the upper tube portion 8b. The fluids are then passed through the pipe 25 which is located outside the column to enter the phase directly below the liquid extraction unit 2d of the low pressure column 2 (see Figures 7 5 and 9). A pressure supply means such as a pump is not needed to circulate said fluids, since the configuration uses the thermal siphon system.

En otras palabras, dado que la unidad de extraccion de lfquido 2d de la columna de baja presion 2 esta conectada a la porcion de tubena inferior 8a del intercambiador de calor 8 de la columna de alta presion 1 a traves de la tubena 10 24 y dado que la porcion de tubena superior 8b del intercambiador de calor 8 de la columna de alta presion 1 esta conectada a la fase directamente debajo de la unidad de extraccion de lfquido 2d de la columna de remocion 2 a traves de la tubena 25, el lfquido desciende desde la columna de baja presion 2 a la columna de alta presion 1 por gravedad, y los fluidos que han atravesado el intercambiador de calor 8 de la columna de alta presion 1 se hacen circular y se mueven desde la columna de alta presion 1 a la columna de baja presion 2 mediante el efecto de sifon 15 termico.In other words, since the liquid extraction unit 2d of the low pressure column 2 is connected to the lower pipe portion 8a of the heat exchanger 8 of the high pressure column 1 through the pipeline 10 24 and given that the upper pipe portion 8b of the heat exchanger 8 of the high pressure column 1 is connected to the phase directly below the liquid extraction unit 2d of the removal column 2 through the pipeline 25, the liquid drops from the low pressure column 2 to the high pressure column 1 by gravity, and the fluids that have passed through the heat exchanger 8 of the high pressure column 1 are circulated and moved from the high pressure column 1 to the low pressure column 2 by the effect of thermal siphon 15.

El aparato de destilacion de la realizacion mencionada anteriormente proporciona el siguiente efecto. El vapor de alta temperatura por el compresor 4 se introduce directamente en el intercambiador de calor 8 en la columna de baja presion 2, y los fluidos que fluyen del intercambiador de calor 8 se introducen en la parte inferior de la columna de 20 alta presion 1 como se ha descrito anteriormente, donde el calor se proporciona a la parte inferior de la columna de baja presion 2, y los fluidos a introducir en la parte inferior de la columna de alta presion 2 tambien pueden enfriarse. Un primer sistema de transferencia de calor (seccion de intercambio de calor lateral) usando las tubenas 4a y 30 y el intercambiador de calor 8 en la columna de baja presion 2 esta configurado como si se instalara un caldenn lateral en la fase (puede ser la etapa inferior o no) de la inferior parte de la columna de baja presion 2, y se instalase un 25 condensador lateral en la fase (fase inferior) de la parte inferior de la columna de alta presion 1. Por lo tanto, en comparacion con un aparato de destilacion que no incluye el primer sistema de transferencia de calor, la cantidad de calor que se elimina se puede reducir en el condensador 7 de la columna de alta presion 1, y la cantidad de calor que se suministra se puede reducir en el caldenn 3 de la columna de baja presion 2.The distillation apparatus of the aforementioned embodiment provides the following effect. The high temperature steam through the compressor 4 is introduced directly into the heat exchanger 8 in the low pressure column 2, and the fluids flowing from the heat exchanger 8 are introduced into the bottom of the high pressure column 20 as described above, where heat is provided to the lower part of the low pressure column 2, and the fluids to be introduced into the lower part of the high pressure column 2 can also be cooled. A first heat transfer system (side heat exchange section) using the pipes 4a and 30 and the heat exchanger 8 in the low pressure column 2 is configured as if a lateral boiler was installed in the phase (it may be the lower or lower stage) of the lower part of the low pressure column 2, and a side condenser was installed in the phase (lower phase) of the lower part of the high pressure column 1. Therefore, compared with a distillation apparatus that does not include the first heat transfer system, the amount of heat that is removed can be reduced in the condenser 7 of the high pressure column 1, and the amount of heat that is supplied can be reduced in the Caldenn 3 of the low pressure column 2.

30 Como se ha descrito anteriormente, el calor puede eliminarse del vapor en la columna de alta presion 1 mediante el intercambiador de calor 8 en la columna de alta presion 1, y el calor puede transferirse de la columna de alta presion 1 a la columna de baja presion 2 a traves de la tubena 25. Un segundo sistema de transferencia de calor (seccion de intercambio de calor lateral) usando las tubenas 24 y 25 y el intercambiador de calor 8 en la columna de alta presion 1 se configura como si se instalase un condensador lateral en la fase por encima de la parte inferior de la columna 35 de alta presion 1, y, simultaneamente, como si se instalase un caldenn lateral en una fase por encima de la parte inferior de la columna de baja presion 2. Por lo tanto, en comparacion con un aparato de destilacion que no incluye el segundo sistema de transferencia de calor, la cantidad de calor que se elimina se puede reducir adicionalmente en el condensador 7 de la columna de alta presion 1, y la cantidad de calor que se suministra se puede reducir adicionalmente en el caldenn 3 de la columna de baja presion 2.30 As described above, heat can be removed from the steam in the high pressure column 1 by the heat exchanger 8 in the high pressure column 1, and the heat can be transferred from the high pressure column 1 to the column of low pressure 2 through the pipeline 25. A second heat transfer system (side heat exchange section) using the tubes 24 and 25 and the heat exchanger 8 in the high pressure column 1 is configured as if it were installed a lateral condenser in the phase above the lower part of the high pressure column 35, and, simultaneously, as if a lateral caldenn was installed in a phase above the lower part of the low pressure column 2. By therefore, in comparison with a distillation apparatus that does not include the second heat transfer system, the amount of heat that is removed can be further reduced in the condenser 7 of the high pressure column 1, and the amount The heat that is supplied can be further reduced in the boiler 3 of the low pressure column 2.

4040

Sobre todo, el primer sistema de transferencia de calor descrito anteriormente que permite el intercambio de calor entre la parte inferior de la columna de baja presion y la parte inferior de la columna de alta presion, esta configurado para introducir el vapor de alta presion del compresor 4 directamente en el intercambiador de calor 8 de la unidad de sumidero de lfquido 2e proporcionada en la columna de baja presion 2, y esta configurado para alimentar el fluido 45 condensado en el intercambiador de calor 8 a la columna de alta presion 1 (Figura 7). La configuracion no necesita una cabeza de lfquido como en el ejemplo de aparato de la Figura 2 como se describe en la seccion de RESUMEN DE LA INVENCION, y, por lo tanto, se puede esperar una mejora correspondiente en el rendimiento de ahorro de energfa. En comparacion con la configuracion del aparato de la Figura 5 que adopta los segundos sistemas de transferencia de calor descritos anteriormente para todas las secciones laterales de intercambio de calor 50 proporcionadas en el aparato de destilacion, se mejora adicionalmente el rendimiento de ahorro de energfa.Above all, the first heat transfer system described above that allows heat exchange between the lower part of the low pressure column and the lower part of the high pressure column, is configured to introduce the high pressure steam of the compressor 4 directly in the heat exchanger 8 of the liquid sump unit 2e provided in the low pressure column 2, and is configured to feed the condensed fluid 45 in the heat exchanger 8 to the high pressure column 1 (Figure 7 ). The configuration does not require a liquid head as in the example of the apparatus of Figure 2 as described in the SUMMARY OF THE INVENTION section, and, therefore, a corresponding improvement in energy saving performance can be expected. Compared to the configuration of the apparatus of Figure 5 which adopts the second heat transfer systems described above for all the heat exchange side sections 50 provided in the distillation apparatus, the energy saving performance is further improved.

Segun la realizacion, la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g puede funcionar bajo la presion de la columna de baja presion 2 que es inferior a la presion de la columna de alta presion 1 como se ha descrito anteriormente. Por lo tanto, en comparacion con la configuracion del aparato de la Figura 5, la volatilidad relativa en 55 la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g se vuelve grande, y la propia energfa (cantidad de calor) que se necesita originalmente para un proceso de separacion puede reducirse.According to the embodiment, the portion corresponding to the rectification section 2g can be operated under the pressure of the low pressure column 2 which is lower than the pressure of the high pressure column 1 as described above. Therefore, in comparison with the configuration of the apparatus of Figure 5, the relative volatility in the portion corresponding to the rectification section 2g becomes large, and the energy itself (amount of heat) that is originally needed for a process of separation can be reduced.

La Figura 7 muestra solo dos de los sistemas de transferencia de calor descritos anteriormente. Sin embargo, se pueden instalar varios sistemas de transferencia de calor equivalentes, por ejemplo, del 10 al 30 % del numero total 60 de fases teoricas. Huelga decir que la cantidad de sistemas de transferencia de calor que se instalaran y lasFigure 7 shows only two of the heat transfer systems described above. However, several equivalent heat transfer systems can be installed, for example, from 10 to 30% of the total number 60 of theoretical phases. It goes without saying that the amount of heat transfer systems to be installed and the

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

ubicaciones del intercambiador de calor y las tubenas se pueden determinar arbitrariamente segun las especificaciones de diseno.locations of the heat exchanger and tubenas can be determined arbitrarily according to the design specifications.

El aparato mencionado anteriormente de la Figura 7 adopta el procedimiento que introduce directamente el vapor de alta temperatura a traves del compresor 4 en el intercambiador de calor 8 en la parte inferior de la seccion de remocion de la columna de baja presion 2, e introduce los fluidos que salen del intercambiador de calor 8 a la parte inferior de columna de alta presion 1, para que el sistema de transferencia de calor realice el intercambio de calor entre la seccion de intercambio de calor lateral que esta situada en la posicion mas baja en la seccion de remocion en el aparato de la Figura 5 y la seccion de intercambio de calor lateral que se encuentra en la posicion mas baja en la seccion de rectificacion. Sin embargo, el procedimiento puede adoptarse para un sistema de transferencia de calor que realiza el intercambio de calor entre la seccion de intercambio de calor lateral que esta situada en la posicion mas baja en la seccion de remocion en el aparato de la Figura 6, y la seccion de intercambio de calor lateral que se encuentra en la posicion mas baja en la seccion de rectificacion, y el resultado es la configuracion del aparato de la Figura 8. La configuracion no necesita perdida de presion como en el ejemplo del aparato de la Figura 3 y, por lo tanto, el rendimiento de ahorro de energfa se puede mejorar como en el caso del aparato de la Figura 7. La porcion correspondiente a la seccion de rectificacion 2g puede funcionar bajo la presion de la columna de baja presion 2 que es mas baja que la presion de la columna de alta presion 1 y, por lo tanto, la propia energfa (cantidad de calor) que se vuelve necesaria para un proceso de separacion puede reducirse como en el caso del aparato de la Figura 7.The aforementioned apparatus of Figure 7 adopts the procedure that directly introduces the high temperature steam through the compressor 4 into the heat exchanger 8 at the bottom of the removal section of the low pressure column 2, and introduces the fluids leaving heat exchanger 8 to the bottom of high pressure column 1, so that the heat transfer system performs heat exchange between the side heat exchange section which is located in the lowest position in the removal section in the apparatus of Figure 5 and the side heat exchange section that is in the lowest position in the rectification section. However, the procedure can be adopted for a heat transfer system that performs heat exchange between the side heat exchange section that is located in the lowest position in the removal section in the apparatus of Figure 6, and the side heat exchange section that is in the lowest position in the rectification section, and the result is the configuration of the apparatus of Figure 8. The configuration does not require pressure loss as in the example of the apparatus of Figure 3 and, therefore, the energy saving performance can be improved as in the case of the apparatus of Figure 7. The portion corresponding to the rectification section 2g can be operated under the pressure of the low pressure column 2 which is lower than the pressure of the high pressure column 1 and, therefore, the energy itself (amount of heat) that becomes necessary for a separation process can be reduced as in the case of the apparatus d e Figure 7.

El aparato de destilacion integrado por calor descrito anteriormente se configura utilizando la columna en bandeja o la columna empaquetada similar a la del aparato de destilacion general. Esto permite el corte lateral o la alimentacion multiple sin necesidad de mejorar el aparato, y permite un facil mantenimiento del aparato. Por la misma razon, la libertad de establecer el numero de fases para la columna de alta presion y la columna de baja presion permite la optimizacion de las fases de alimentacion. En otras palabras, la presente invencion puede resolver los problemas 1) a 5) del aparato de destilacion integrado por calor usando la estructura de doble tubena representada por el documento JP2004-16928A.The heat integrated distillation apparatus described above is configured using the tray column or the packed column similar to that of the general distillation apparatus. This allows lateral cutting or multiple feeding without the need to improve the device, and allows easy maintenance of the device. For the same reason, the freedom to establish the number of phases for the high pressure column and the low pressure column allows optimization of the feeding phases. In other words, the present invention can solve problems 1) to 5) of the heat-integrated distillation apparatus using the double-pipe structure represented by JP2004-16928A.

Segun las realizaciones descritas anteriormente (Figuras 7 y 8), el intercambiador de calor de tipo haz tubular 8 se usa como el componente del sistema de transferencia de calor que transfiere calor desde la columna de alta presion 1 a la columna de baja presion 2. Esto permite el cambio libre del area de transferencia de calor A con base en el diseno de la tubena del intercambiador de calor 8. Por lo tanto, para determinar la cantidad de calor que se va a intercambiar entre la columna de alta presion 1 y la columna de baja presion 2, no solo se puede ajustar libremente la diferencia de temperatura AT entre la columna de alta presion 1 y la columna de baja presion 2, sino tambien el area de transferencia de calor A. Por lo tanto, la presente invencion puede resolver el problema 6) del aparato de destilacion integrado por calor usando la estructura de doble tubena.According to the embodiments described above (Figures 7 and 8), the tube-type heat exchanger 8 is used as the component of the heat transfer system that transfers heat from the high pressure column 1 to the low pressure column 2. This allows free change of the heat transfer area A based on the design of the heat exchanger tubena 8. Therefore, to determine the amount of heat to be exchanged between the high pressure column 1 and the low pressure column 2, not only can the temperature difference AT be freely adjusted between the high pressure column 1 and the low pressure column 2, but also the heat transfer area A. Therefore, the present invention can solve the problem 6) of the heat integrated distillation apparatus using the double pipe structure.

Segun las realizaciones descritas anteriormente (Figuras 7 y 8), la columna de alta presion 1 y la columna de baja presion 2, incluyendo la porcion correspondiente de la columna de rectificacion 2g, estan conectadas entre sf en la direccion vertical. Sin embargo, la presente invencion no esta limitada a esta disposicion. En otras palabras, la presente invencion incluye una disposicion en la que la columna de alta presion 1 y la columna de baja presion 2, incluyendo la porcion correspondiente a la columna de rectificacion 2g, estan configuradas por separado e independientemente.According to the embodiments described above (Figures 7 and 8), the high pressure column 1 and the low pressure column 2, including the corresponding portion of the rectification column 2g, are connected to each other in the vertical direction. However, the present invention is not limited to this provision. In other words, the present invention includes an arrangement in which the high pressure column 1 and the low pressure column 2, including the portion corresponding to the rectification column 2g, are configured separately and independently.

Claims (5)

REIVINDICACIONES 1. Un aparato de destilacion integrado por calor que comprende:1. A heat integrated distillation apparatus comprising: 5 - una columna de alta presion (1) que comprende un fondo de la columna (1a), una parte superior de la columna (1c) y una seccion de lecho empaquetado o empaquetado (1b), dicha seccion de lecho en bandeja o empaquetado (1b) utilizado como seccion rectificadora;5 - a high pressure column (1) comprising a bottom of the column (1a), an upper part of the column (1c) and a packed or packed bed section (1b), said tray or packaged bed section (1b) used as a rectifying section; - una columna de baja presion (2), situada por encima de dicha columna de alta presion (1), comprendiendo dicha columna de baja presion un fondo de la columna (2a), una fase de alimentacion (2f), una seccion de lecho en- a low pressure column (2), located above said high pressure column (1), said low pressure column comprising a bottom of the column (2a), a feeding phase (2f), a bed section in 10 bandeja o empaquetado (2b) utilizado como una seccion de remocion y una porcion correspondiente a la seccion de rectificacion (2g) situada por encima de la fase de alimentacion (2f);10 tray or packaging (2b) used as a removal section and a portion corresponding to the rectification section (2g) located above the feeding phase (2f); - una primera tubena (26) que conecta el fondo de la columna (1a) de dicha columna de alta presion (1) con la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion (2g) de dicha columna de baja presion a traves de medios (6) para suministrar un lfquido que permanece en el fondo de la columna (1a) de dicha columna de alta presion (1) a la- a first pipe (26) that connects the bottom of the column (1a) of said high pressure column (1) with the portion corresponding to the rectification section (2g) of said low pressure column through means (6 ) to supply a liquid that remains at the bottom of the column (1a) of said high pressure column (1) to the 15 porcion correspondiente a la seccion de rectificacion (2g) de dicha columna de baja presion (2);15 portion corresponding to the rectification section (2g) of said low pressure column (2); - un intercambiador de calor (8) situado en una fase en la parte inferior de dicha columna de baja presion (2);- a heat exchanger (8) located in a phase at the bottom of said low pressure column (2); caracterizado porque el aparato de destilacion comprende ademas:characterized in that the distillation apparatus further comprises: 20 - una segunda tubena (23, 4a) que conecta la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion (2g) con dicho intercambiador de calor (8) en la parte inferior de la columna de baja presion (2);20 - a second pipe (23, 4a) that connects the portion corresponding to the rectification section (2g) with said heat exchanger (8) in the lower part of the low pressure column (2); - un compresor (4) instalado en dicha segunda tubena (23, 4a) y configurado para comprimir vapor de la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion (2g) y, a continuacion, suministrar el vapor comprimido a dicho intercambiador de calor (8) en la parte inferior de la columna de baja presion (2); y- a compressor (4) installed in said second pipe (23, 4a) and configured to compress steam from the portion corresponding to the rectification section (2g) and then supply the compressed steam to said heat exchanger (8) at the bottom of the low pressure column (2); Y 25 - una tercera tubena (30) que introduce fluido que fluye desde dicho intercambiador de calor (8) en la parte inferior de dicha columna de baja presion (2) al fondo de la columna (1a) de la columna de alta presion (1).25 - a third pipe (30) that introduces fluid flowing from said heat exchanger (8) in the lower part of said low pressure column (2) to the bottom of the column (1a) of the high pressure column (1 ). 2. El aparato de destilacion integrado por calor segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:2. The heat integrated distillation apparatus according to claim 1, further comprising: 30 un segundo intercambiador de calor (8) que esta ubicado en una fase que se ubica por encima del fondo de la columna (1a) de dicha columna de alta presion (1) a la que esta conectada dicha tercera tubena (30); una seccion de extraccion de lfquido (2d) que esta situada en una fase que se encuentra por encima de la parte inferior de dicha columna de baja presion (2) a la que esta conectada dicha segunda tubena (23, 4a), y que extrae una parte del lfquido de la fase fuera de la columna de baja presion;30 a second heat exchanger (8) which is located in a phase that is located above the bottom of the column (1a) of said high pressure column (1) to which said third pipe (30) is connected; a liquid extraction section (2d) that is located in a phase that is above the lower part of said low pressure column (2) to which said second pipe (23, 4a) is connected, and which extracts a part of the liquid from the phase outside the low pressure column; 35 una cuarta tubena (24) que introduce el lfquido desde dicha seccion de extraccion de lfquido (2d) a dicho segundo intercambiador de calor; yA fourth tubena (24) that introduces the liquid from said liquid extraction section (2d) to said second heat exchanger; Y una quinta tubena (25) que introduce fluido que pasa a traves de dicha cuarta tubena (24) para introducirse en dicho segundo intercambiador de calor y, a continuacion, fluye desde el segundo intercambiador de calor a una fase directamente debajo de dicha seccion de extraccion de lfquido (2d) de dicha columna de baja presion (2).a fifth tubena (25) that introduces fluid that passes through said fourth tubena (24) to be introduced into said second heat exchanger and then flows from the second heat exchanger to a phase directly below said extraction section of liquid (2d) of said low pressure column (2). 4040 3. El aparato de destilacion integrado por calor segun la reivindicacion 1, que comprende ademas una tubena de suministro de materia prima (27) que suministra una materia prima al menos a uno de entre la parte superior de la columna de la seccion de remocion directamente por debajo de la porcion correspondiente a la seccion de rectificacion (2g) y una fase predeterminada de una de la seccion en bandeja y la seccion de lecho3. The heat-integrated distillation apparatus according to claim 1, further comprising a raw material supply pipe (27) that supplies a raw material at least to one of the top of the column of the removal section directly below the portion corresponding to the rectification section (2g) and a predetermined phase of one of the tray section and the bed section 45 empaquetado de la seccion de remocion.45 packaging of the removal section. 4. El aparato de destilacion integrado por calor segun la reivindicacion 1, que comprende ademas un4. The heat integrated distillation apparatus according to claim 1, further comprising a calderrn (3) que esta instalado fuera del fondo de la columna de dicha columna de baja presion (2) y calienta lfquido en fondo de la columna.boiler (3) which is installed outside the bottom of the column of said low pressure column (2) and heats liquid at the bottom of the column. 50fifty 5. El aparato de destilacion integrado por calor segun la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente5. The heat integrated distillation apparatus according to claim 1, further comprising un condensador (7) que se coloca fuera de la parte superior de la columna de dicha columna de alta presion (1) y enfna el vapor en la parte superior de la columna.a condenser (7) that is placed outside the upper part of the column of said high pressure column (1) and cools the steam in the upper part of the column.
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